转 垃圾回收算法简介

三种最基本的垃圾回收算法，也在那个时候一起出现了。下面我们一个一个了解一下：

引用计数（Reference Counting）算法：这个可能是最早想到的方法。形象点说，引用计数可以这么理解，房子里放了很多白纸，这些纸就好比是内存。使用内存，就好比在这些纸上写字。内存可以随便使用，但是，有个条件，任何使用一张纸的人，必须在纸的一角写上计数1，如果2个人同时使用一张纸，那么计数就变成2，以此类推。当一个人使用完某张纸的时候，必须把角上的计数减1，这样，一旦当计数变为0，就满足了垃圾回收条件，等在一旁的机器人会立即把这张纸扔进垃圾箱。基于引用计数器的垃圾收集器运行较快，不会长时间中断程序执行，适宜地必须 实时运行的程序。但引用计数器增加了程序执行的开销；同时，还有个最大的问题，这个算法存在一个缺陷，就是一旦产生循环引用，内存就会被泄露。举个例子，我们new了2个对象a和b，这时，a和b的计数都是1，然后，我们把a的一个属性指向b，b的一个属性指向a，此时，由于引用的关系，a和b的计数都变成了2，当程序运行结束时，退出作用域，程序自动把a的计数减1，由于最后a的计数仍然为1，因此，a不会被释放，同样，b最后的计数也为1，b也不会被释放，内存就这么泄露了！

标记-清除（Mark-Sweep）算法：同样是房间和白纸的例子，这次规则有所修改。白纸仍然随便用，并且，一开始，不需要做什么记号，但是用到某个时候，机器人会突然命令所有人停下来，这时，需要每个人在自己仍然需要使用的白纸上做一个记号，大家都做完记号后，机器人会把那些没有记号的白纸全部扔进垃圾箱。正如其名称所暗示的那样，标记－清除算法的执行过程分为“标记”和“清除”两大阶段。这种分步执行的思路奠定了现代垃圾收集算法的思想基础。与引用计数算法不同的是，标记－清除算法不需要运行环境监测每一次内存分配和指针操作，而只要在“标记”阶段中跟踪每一个指针变量的指向——用类似思路实现的垃圾收集器也常被后人统称为跟踪收集器（ Tracing Collector ）。当然，标记-清楚算法的缺陷也很明显，首先是效率问题，为了标记，必须暂停程序，长时间进行等待，其次，标记清除算法会造成内存碎片，比如被标记清除的只是一些很小的内存块，而我们接下来要申请的都是一些大块的内存，那么刚才清除掉的内存，其实还是无法使用。解决方案，常见的有2种，一是清楚后对内存进行复制整理，就像磁盘整理程序那样，把所有还在使用的内存移到一起，把释放掉的内存移到一起，如图：

但是，这样一来效率就更低了。

第二种方案是不移动内存，而是按大小分类，建立一系链表，把这些碎片按大小连接并管理起来，（4个字节的内存一个链表，8个字节的内存一个链表……）如果我们需要4个字节的内存，就从4个字节的链表里面去取，需要16个字节，就从16字节的链表里面去取，只有到了一定时候，比如程序空闲或者大块的内存空间不足，才会去整理合并这些碎片。

为什么重点谈mark-sweep算法呢，主要是ie对javascript的垃圾回收，采用的就是这种算法。

复制（copying）算法：mark-sweep算法效率低下，由此，又产生了一种新的奇思妙想，我们再把规则换一下：还是房间和白纸的例子，这次我们把房间分成左右2部分，一开始，所有人都在左边，白纸仍然随便用，一定时候，机器人又会叫大家停下来，这次不做记号了，你只要带着你还需要的白纸转移到右边去就可以了（相当于把现有的程序复制一份，无法使用的部分自然不会被复制），那些没用的纸自然就剩了下来，然后机器人会把左边所有的垃圾打扫干净（相当于把原先使用的那一半内存直接清空），下次执行垃圾回收的时候采用同样的方式，只不过这次从右边向左边迁移。这种算法的效率奇高，可惜，对内存的消耗太大，尤其是在1960年，内存可比黄金贵多了，直接砍掉一半的内存，显然是无法接受的。