• 概述
• 哪些对象会被回收
• 标记—清除算法
• 复制算法
• 标记-整理算法
• 分代收集理论

概述

• 我们都知道，在Java中将JVM内存模型划分为虚拟机栈，程序计数器，本地方法栈，堆，方法区；而虚拟机栈、程序计数器与本地方法栈是线程独立的，其数据有着明确的生命周期，随着方法结束或者线程运行结束后，相应的内存空间就会得到释放；而堆与方法区是线程共享的，其数据的生命周期往往是不确定的，因此这正是垃圾收集器重点关注的区域(主要是堆)；

哪些对象会被回收

• 对象在进行垃圾回收前，需要判断哪些对象已经是垃圾了(即不能再被任何途径使用的对象)；

引用计数法

• 原理：给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器就加1；当引用失效，计数器就减1；任何时候计数器为0的对象就是不可能再被使用的；
• 这个方法实现简单，效率高，但是目前主流的虚拟机中并没有选择这个算法来管理内存，其主要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用无法被回收的问题；

可达性分析

• 将“GC Roots”对象作为起点，从这些节点开始向下搜索引用的对象，找到的对象都标记为非垃圾对象，其余未标记的对象都是垃圾对象；
• GC Roots根节点：线程栈的本地变量、静态变量、本地方法栈的变量等等；

标记-清除算法

• 算法分为“标记”和“清除”阶段：标记存活的对象，统一回收所有未被标记的对象(一般选择这种)；也可以反过来，标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象；
• 标记-清除算法是最基础的收集算法，实现比较简单，但是会带来两个明显的问题：①效率问题 (如果需要标记的对象太多，效率不高) ②空间问题(标记清除后会产生大量不连续的内存碎片)；

复制算法

• 为了解决标记-清除算法的内存碎片问题，复制算法被提出来；它可以将内存分为大小相同的两块，每次使用其中的一块。当这一块的内存使用完后，就将还存活的对象复制到另一块去，然后再把使用的空间一次清理掉；由于复制后的对象肯定是整理排列，就不存在内存碎片的问题，并且效率也很高；
• 不过缺陷也显而易见，就是每次只会使用到一半的内存空间，有内存空间浪费的现象；

标记-整理算法

• 由于在分代垃圾收集理论中，老年代往往空间比较大，用复制算法和标记清除都不太合适，因此根据老年代的特点，提出的一种标记-整理算法；
• 标记-整理算法的标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象回收，而是让所有存活的对象向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存；
• 缺点是标记-整理算法耗时比较长，为了减少STW时间，最新的垃圾收集器通常会把这个步骤和用户线程并发进行，当然因此算法就会非常复杂；

分代收集理论

• 当前JVM的垃圾收集基本都采用分代收集理论(组合算法)，根据对象存活周期的不同将内存分为几块；一般将堆分为年轻代和老年代，这样我们就可以根据各个分代的特点选择合适的垃圾收集算法；
• 比如在年轻代中，每次垃圾收集都会有大量对象(近99%)被回收掉，所以可以选择复制算法，只需要付出少量对象的复制成本就可以完成每次垃圾收集；而老年代的对象存活几率是比较高的，而且没有额外的空间对它进行分配担保，所以我们必须选择“标记-清除”或“标记-整理”算法进行垃圾收集。注意，“标记-清除”或“标记-整理”算法会比复制算法慢10倍以上。

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