JVM——垃圾收集器GC算法

本篇來自周志明的<<深入理解java虛擬機>>

 

標記-清除算法

標記-清除(Mark-Sweep)算法是最基礎的算法,就如它的名字一樣,算法分爲”標記”和”清除”兩個階段:首先標記出所有需要回收的對象,在標記完成後統一回收掉所有被標記的對象。之所以說它是最基礎的收集算法,是因爲後續的收集算法都是基於這種思路並對其缺點進行改進而得到的。它主要有兩個缺點:一個是效率問題,標記和清楚過程的效率都不高;另外一個是空間問題,標記清楚後會產生大量不連續的內存碎片,空間碎片太多可能會導致,當程序在以後的運行過程中需要分配較大對象時無法找到足夠連續的內存空間而不得不提前出發另一次垃圾收集動作。

 

複製算法

爲了解決效率問題,一種稱爲複製(Copying)的收集算法就出現了,它將可用內存按容量劃分爲大小相等的兩塊,每次只是用其中一塊。當這一塊的內存用完了,就將還存活着的對象複製到另外一塊上面,然後再把已使用過的內存空間一次清理掉。這樣使得每次都是對其中的一塊進行內存回收,沒存分配時也就不用考慮內存碎片等複雜情況,只要移動堆頂指針,按順序分配內存即可,實現簡單,運行高效。只是這種算法的代價是將員村縮小爲原來的一半,未免太高了一點。

一幅圖來說明回收算法在回收前後的內存變化。

現在的商業虛擬機都採用這種收集算法來回收新生代,IBM的專門研究表明,新生代中的對象98%是朝生夕死的,所以並不需要按照1:1的比例來劃分內存空間,而是將內存分爲一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間,每次使用Eden和其中的一塊Survivor。當回收時,將Eden和Survivor中還存活着的兌現個一次性地拷貝到另外一塊Survivor空間上,最後清理掉Eden和剛纔用過的Survivor的空間。HotSpot虛擬機默認Eden和Survivor的大小比例是8:1,也就是每次新生代中可用內存空間爲整個新生代容量的90%,只有10%的內存是會被浪費的。

98%的對象可回收只是一般場景下的數據,沒有辦法保證每次回收都只有不多於10%的對象存活,當Survivor空間不夠用時,需要依賴其他內存(這裏指老年代)進行分配擔保(Handle Promotion)。

 

標記-整理算法

複製手機算法在對象存活率較高時就要執行較多的複製操作,效率將會貶低。更關鍵的是,如果不想浪費50%的空間,就需要有額外的空間進行分配擔保,以應對被使用的內存中所有對象都100%存活的極端情況,所以在老年代一般不能直接選用這種算法。

根據老年代的特點,有人提出了另外一種”標記-整理”算法,標記過程仍然與標記-清楚算法一樣,但是後續步驟不是直接對可回收對象進行清理,而是讓所有存活的對象都向一端移動,然後直接清理掉端邊界意外的內存。

 

分代收集算法

當前商業虛擬機的垃圾收集都採用分代收集(Generational Collection)算法,這種算法並沒有什麼新的思想,只是根據對象的存貨週期的不同將內存劃分爲幾塊。一般是把Java堆分成新生代和老年代,這樣就可以根據各個年代的特點採用最適當的手機算法。在新生代中,每次垃圾收集時都發現有大批對象死去,只有少量存活,那麼就選用複製算法,只需要付出少量存活對象的複製成本就可以完成收集。而老年代中因爲對象存活率高、沒有額外空間對它進行分配擔保,就必須使用標記-清理或標記-整理算法來進行回收
 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章