【深入理解Java虚拟机 笔记】垃圾回收算法

前言

  当前垃圾回收集器大多都是遵循分代收集理论进行设计的，先聊聊什么是分代收集：
（1）弱分代假说：绝大多数对象都是朝生夕灭的；
（2）强分代假说：熬过多次垃圾收集过程的对象就越难消亡；
（3）跨代引用假说：跨代引用相对于同代引用来说仅占极少数。

  Java堆一般被分为两个区域：新生代和老年代。根据不同区域的垃圾收集，设计了不同的垃圾收集器：
（1）新生代收集（Minor GC / Young GC）
（2）老年代收集（Major GC / Old GC）
（3）混合收集（Mixed GC）
（4）整堆收集（Full GC）

  ok，我们回归正题，Java虚拟机中有哪些垃圾回收算法呢？

• 标记-清除算法（Mark-Sweep）
• 标记-复制算法（Mark-Copy）
• 标记-整理算法（Mark-Compact）

标记-清除 算法

如图所示，标记-清除算法进行2步操作：
Step1：标记出需要回收的对象（图中红色）；
Step2：统一回收掉被标记的对象（红色改灰色）。

标记-清除 的缺点：可用内存缩小了一半，浪费空间比较多。

标记-复制 算法

如图所示，标记-复制算法进行4步操作：
Step1：将内存划分成相等的两块，只使用其中一块；
Step2：标记出需要回收的对象（图中红色）；
Step3：将存活的对象复制到另外一块内存区（图中：左边复制到右边）；
Step4：清理掉刚使用过的那块内存区（红色改灰色）。

标记-复制 的缺点：在对象存活率高时，需要进行很多复制操作，效率会降低。

标记-整理算法

如图所示，标记-整理算法进行3步操作：
Step1：标记出需要回收的对象（图中红色）；
Step2：将存活的对象移向内存一端；
Step3：清除掉其它内存（除移动的内存外，全改为灰色）。

标记-整理 的缺点：存在大量存活对象的区域，移动存活对象是一个很负重的操作，而且对象移动操作必须全程暂停用户应用程序，会造成“Stop The Word”现象。

总结

  3种垃圾回收算法各有其优缺点，设计者们在设计的时候根据不同区域对象的特点选择合适的算法，如：
CMS收集器基于 标记-清除 算法；
Serial、ParNew收集器基于 标记-复制算法；
Parallel Scavenge收集器基于 清除-整理 算法。

此笔记主要是记录几个算法的基本思想，文中3张图是本文的核心思想，对于许多细节没有展开！