垃圾回收（GC）是JVM的一大殺器，它使程序員可以更高效地專注於程序的開發設計，而不用過多地考慮對象的創建銷燬等操作。但是這並不是說程序員不需要了解GC。GC只是Java編程中一項自動化工具，任何一個工具都有它適用的範圍，當超出它的範圍的時候，可能它將不是那麼自動，而是需要人工去了解與適應地適用。
擁有一定工作年限的程序員，在工作期間肯定會經常碰到像內存溢出、內存泄露、高併發的場景。這時候在應對這些問題或場景時，如果對GC不瞭解，很可能會成爲個人的發展瓶頸。
接下來的兩文將詳細學習下JVM中垃圾回收（GC）的各個知識要點。本文先從GC的算法開始先了解，鋪墊好基礎，下一篇再詳細講JVM具體的GC實現。
GC對象搜索算法
垃圾回收，第一件事就是要搞清楚哪些東西是垃圾，而後才能對這些垃圾進行回收。
那麼有什麼辦法識別對象是否爲無用的垃圾呢？狹義地，怎麼判斷對象是否沒被引用呢？
通常有以下兩種算法去識別判斷<!--more-->
-
引用計數算法
這個算法非常簡單。給對象一個計數器，每當這個對象被引用了，計數器值加一；引用失效，則減一。但這個對象計數值爲0的時候，證明是無用對象，可以被GC程序回收掉。這種算法比較廣泛應用在一些腳本語言上，如FLASH、PYTHON等。
但是引用計數算法無法解決對象間相互引用的問題。當a對象引用了b對象，b對象也引用了a對象，這樣a、b兩個對象的計數器值都不會爲0，即使這兩個對象都被其他對象所引用，最終導致這些對象一直無法被回收。這種情況往往會出現在比較複雜的編程語言中。![必知必會JVM垃圾回收——對象搜索算法與回收算法]()
- 可達性分析算法
可達性分析算法（GC roots算法），廣泛應用於主流的商用語言。設置一個根節點，從圖論角度來看，只要從該節點可達一個對象，證明這個對象是存活的（被引用）。![必知必會JVM垃圾回收——對象搜索算法與回收算法]()
通常地，GC會包含以下區域的對象：
- 虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象；
- 方法區中類靜態屬性引用的對象；
- 方法區中常量引用的對象；
- 本地方法棧中JNI（即一般說的Native方法）引用的對象；
垃圾回收算法
瞭解完垃圾是怎麼找出來後，接下來看看它們是怎麼被清除的。以下介紹幾種清除的算法。
標記-清除算法（Mark-Sweep）
標記-清除，顧名思義，先標記垃圾，再清除。它是GC最基礎的算法，後續很多算法都是基於它上面去改進的。
標記的過程在上面搜索GC對象已經介紹過了。被標記的對象，在統一GC的時候會把標記的對象清除掉。這個算法比較簡單，不做過多贅述。
這個算法有一個很明顯的缺點，就是在垃圾回收後會產生大量不連續的碎片空間，導致程序要申請較大的對象時常無法找到合適的內存空間，迫使再次GC。
複製算法
複製算法的存在，正是爲了解決內存碎片問題。並且這個算法也是分代算法的基礎。
將內存分爲大小相等的兩塊，每次程序只使用其中一塊，當GC發生的時候，把存活的對象複製到另外一塊內存中，整齊的排列，然後清空原來的那塊內存。
可以看到，這種算法有點新生代轉移到老年代的感覺。
缺點：
- 把內存可使用的空間減少了一半，造成空間的浪費。
- 對象存活數量較多的時候，複製性能比較差
這種缺點，在老年代中，對象存活率比較高的場景下是非常場景間。
標記-整理算法（Mark-Compact）
針對複製算法的兩個缺點，在老年代一般會用這種標記-整理算法。
把存活的對象移到內存的一段，然後把剩餘的空間全部清空掉。
分代收集算法---
title: 必知必會JVM垃圾回收——對象搜索算法與回收算法
categories:
- JVM深入
tags: - JVM
-
GC
date: 2018-09-27 15:09:36
垃圾回收（GC）是JVM的一大殺器，它使程序員可以更高效地專注於程序的開發設計，而不用過多地考慮對象的創建銷燬等操作。但是這並不是說程序員不需要了解GC。GC只是Java編程中一項自動化工具，任何一個工具都有它適用的範圍，當超出它的範圍的時候，可能它將不是那麼自動，而是需要人工去了解與適應地適用。
擁有一定工作年限的程序員，在工作期間肯定會經常碰到像內存溢出、內存泄露、高併發的場景。這時候在應對這些問題或場景時，如果對GC不瞭解，很可能會成爲個人的發展瓶頸。
接下來的兩文將詳細學習下JVM中垃圾回收（GC）的各個知識要點。本文先從GC的算法開始先了解，鋪墊好基礎，下一篇再詳細講JVM具體的GC實現。
GC對象搜索算法
垃圾回收，第一件事就是要搞清楚哪些東西是垃圾，而後才能對這些垃圾進行回收。
那麼有什麼辦法識別對象是否爲無用的垃圾呢？狹義地，怎麼判斷對象是否沒被引用呢？
通常有以下兩種算法去識別判斷<!--more-->
-
引用計數算法
這個算法非常簡單。給對象一個計數器，每當這個對象被引用了，計數器值加一；引用失效，則減一。但這個對象計數值爲0的時候，證明是無用對象，可以被GC程序回收掉。這種算法比較廣泛應用在一些腳本語言上，如FLASH、PYTHON等。
但是引用計數算法無法解決對象間相互引用的問題。當a對象引用了b對象，b對象也引用了a對象，這樣a、b兩個對象的計數器值都不會爲0，即使這兩個對象都被其他對象所引用，最終導致這些對象一直無法被回收。這種情況往往會出現在比較複雜的編程語言中。![必知必會JVM垃圾回收——對象搜索算法與回收算法]()
- 可達性分析算法
可達性分析算法（GC roots算法），廣泛應用於主流的商用語言。設置一個根節點，從圖論角度來看，只要從該節點可達一個對象，證明這個對象是存活的（被引用）。![必知必會JVM垃圾回收——對象搜索算法與回收算法]()
通常地，GC會包含以下區域的對象：
- 虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象；
- 方法區中類靜態屬性引用的對象；
- 方法區中常量引用的對象；
- 本地方法棧中JNI（即一般說的Native方法）引用的對象；
垃圾回收算法
瞭解完垃圾是怎麼找出來後，接下來看看它們是怎麼被清除的。以下介紹幾種清除的算法。
標記-清除算法（Mark-Sweep）
標記-清除，顧名思義，先標記垃圾，再清除。它是GC最基礎的算法，後續很多算法都是基於它上面去改進的。
標記的過程在上面搜索GC對象已經介紹過了。被標記的對象，在統一GC的時候會把標記的對象清除掉。這個算法比較簡單，不做過多贅述。
這個算法有一個很明顯的缺點，就是在垃圾回收後會產生大量不連續的碎片空間，導致程序要申請較大的對象時常無法找到合適的內存空間，迫使再次GC。
複製算法
複製算法的存在，正是爲了解決內存碎片問題。並且這個算法也是分代算法的基礎。
將內存分爲大小相等的兩塊，每次程序只使用其中一塊，當GC發生的時候，把存活的對象複製到另外一塊內存中，整齊的排列，然後清空原來的那塊內存。
可以看到，這種算法有點新生代轉移到老年代的感覺。
缺點：
- 把內存可使用的空間減少了一半，造成空間的浪費。
- 對象存活數量較多的時候，複製性能比較差
這種缺點，在老年代中，對象存活率比較高的場景下是非常場景間。
標記-整理算法（Mark-Compact）
針對複製算法的兩個缺點，在老年代一般會用這種標記-整理算法。
把存活的對象移到內存的一段，然後把剩餘的空間全部清空掉。
分代收集算法
分代算法並不是一個特定的算法，也沒有什麼新的內容。而是把內存分成多個區域，一般爲新生代、老年代等。然後根據不同區域不同的特點，用不同回收算法去回收垃圾。
例如新生代，對象存活率低，比較適用複製算法。老年代存活率高，比較適用Mark-Compact算法。
目前幾乎所有的商業虛擬機都是採用分代收集的。具體不同的收集器在下一文再詳細說明。
更多技術文章、精彩乾貨，請關注
博客：zackku.com
微信公衆號：Zack說碼
分代算法並不是一個特定的算法，也沒有什麼新的內容。而是把內存分成多個區域，一般爲新生代、老年代等。然後根據不同區域不同的特點，用不同回收算法去回收垃圾。
例如新生代，對象存活率低，比較適用複製算法。老年代存活率高，比較適用Mark-Compact算法。
目前幾乎所有的商業虛擬機都是採用分代收集的。具體不同的收集器在下一文再詳細說明。
更多技術文章、精彩乾貨，請關注
博客：zackku.com
微信公衆號：Zack說碼