垃圾回收算法，垃圾回收机制

1. 垃圾回收算法

1. 标记清除

1. 标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。

• 在标记阶段，首先通过根节点（GC Roots），标记所有从根节点开始的对象，
• 未被标记的对象就是未被引用 的垃圾对象。
• 然后清除阶段，清除所有未被标记的对象。

2. 适用场合：

• 存活对象较多的情况下比较高效
• 适用于年老代

3. 缺点

• 容易产生内存碎片，再来一个比较大的对象时（典型情况：该对象的大小大于空闲表中的每一块大小，但是小于其中两块的和），会提前触发垃圾回收。
• 扫描了整个空间两次（第一次：标记存活对象；第二次：清除没有标记的对象）。

2. 复制算法

1. 基本思想

• 从根 集合节点进行扫描，标记出所有的存活对象，
• 并将这些存活的对象复制到一块新的内存上。
• 之后原来的那一块儿内存全部回收掉。

现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代。

2. 使用场合

• 存活对象较少的情况下比较高效
• 扫描了整个空间一次（标记存活对象并复制移动）
• 适用于年轻代（即新生代）：基本上98%的对象朝生夕死，存活下来的会很少

3. 缺点

• 需要一块儿空的内存空间
• 需要复制移动对象
• 复制算法的高效，建立在存活对象少、垃圾对象多的前提下。
  • 这种情况在新生代经常发生， * 但是在老年代更常见的情况是大部分对象都是存活对象。 如果依然使用复制算法，由于存活的对象较多，复制的成本也很高。

3. 标记整理

标记-压缩算法是一种老年代的回收算法，它在标记-清除算法的基础上做了些优化

• 首先，从根节点开始对所有可达对象做一次标记
• 之后将所有的存活对象 压缩到内存的一端。
• 清理边界外所有的空间。

这样既避免了碎片的产生，又不需要两块相同的内存空间。

4. 分代收集算法

分代手机算法就是目前虚拟机使用的回收算法。

1. 它解决了标记整理不适合用于老年代的问题，

• 将内存分为 各个年代。
• 一般情况下将堆区划分为老年代（Tenured Generation）和新生代（Young Generation）
• 在堆区之外还有一个代就是永久代（Permanet Generation）。

2. 在不同年代使用不同的算法，从而使用最合适的算法，

• 新生代存活率低，可以使用复制算法。
• 而老年代对象存活率高，没有额外空间对它进行分配担保，所以只能使用标记-清除或者标记-整理算法。

2. 垃圾回收机制

年轻代

年轻代分为Eden区和Survivor区（两块儿：from和to）且Eden: from:to = 8:1:1

新产生的对象

新产生的对象优先分配在Eden区（除非配置了 -XX:PretenureSizeThreshold, 大于该值的对象会直接进入老年代)

当Eden区满了或放不下了

这时候其中存活的对象会复制到from区。

• 这里需要注意的是，如果存活下来的对象from区都放不下
• 则这些存活下来的对象全部进入 年老代。
• 之后Eden区的内存全部回收掉

之后产生的对象会继续分配在Eden区。

1. 当Eden区又满了或放不下了，这时候会把Eden区和from区存活下来的对象复制到to区
2. （同理，如果存活下来的对象to区都放不下，则这些存活下来的对象，全部进入年老代）
3. 之后回收掉Eden区和from区的所有内存。

如上，会有很多对象会被复制很多次（每复制一次，对象的年龄+1）

1. 默认情况下，当对象被复制了15次（这个次数可以通过：-XX:MaxTenuringThreshold来配置），就会进入年老代了。

当年老代满了

或者存放不下将要进入年老代的存活对象的时候，就会发生一次Full GC(这是我们 需要减少的，因为耗时严重)

垃圾回收的两种类型

1. Minor GC

• 对新生代进行回收，不会影响到年老代。
• 因为新生代的Java对象大多死亡频繁，所以Minor GC非常频繁。
• 一般在这里使用速度快，效率高的算法，使垃圾回收能尽快完成。

2. Full GC

• 也叫Major GC， 对整个堆进行回收。
• 包括新生代和老年代
• 因为Full GC需要对整个堆进行回收，所以比Minor GC要慢，因此应该尽 可能减少 Full GC的次数
• 导致Full GC的原因包括：
  • 老年代被写满
  • 永久代（Perm）被写满
  • System.gc()被显式调用等。

4. 总结

1. 年轻代：复制算法

1. 所有新生成的对象首先都是放在年轻代的，年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉 那些生命周期短的对象。

2. 新生代内存按照8:1:1的比例分为一个Eden区，和两个survivor（to,from)区。

• 大部分对象在Eden区中生成。
• 回收时先将Eden区存活对象复制到一个from区，然后清空Eden区。
• 当from区也存放满了时，则将Eden区和from区存活对象复制到另一个to区，
  • 然后晴空Eden和From区。
  • 此时From区是空的。
  • 然后将From和to区交换，即保持to区为空，如此往复。

3. 当to区不足以存放Eden和From的存活对象时

• 就将存活对象直接放到老年代
• 若是年老代也满了，就触发一次Full GC(Major GC)，也就是新生代、老年代都回收。

4. 新生代发生的GC，叫做Minor GC，Minor GC发生频率比较高（不一定等Eden区满了才触发）

2. 年老代：标记-清除或标记-整理

1. 年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。

• 因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象

2. 内存比新生代也大很多（大概比例是1:2）。

• 当年老代内存满时触发Major GC即Full GC
• Full GC频率比较低，老年代对象存活时间比较长，存活率标记高。

以上年轻代与年老代分别采用不同回收算法的方式 称为分代收集算法。