Java 垃圾清理基础理论

Java 垃圾清理基础理论

标记-清除算法

基本原理

先标记需要回收的对象，然后回收被标记的对象。

标记过程

标记过程（对象的死亡至少要经历两次标记）：

首先，如果发现对象从GC root出发不可达，那么就会被第一次标记并进行筛选。筛选条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。当对象没有覆盖finalize()方法，或者finalize()方法已经被执行过了，则会被判定为“没有必要执行”。

在确定对象有必要执行finalize()方法后，它将会被放入一个队列中，并由一个较低级别的线程去执行此方法。稍后GC会对此队列进行第二次标记，如果发现依旧从GC roots不可达，那么此对象基本上是要被真的回收了。

也就是说，finalize()方法是对象逃脱死亡的最后一根稻草。如果对象可以在此方法中将自己建立起与GC roots 的可达性，也就是有其他人引用了此对象，那么就可被免于清理

注意：finalize只会被执行一次！

评价

最基础的算法，之后的算发都是依照此法改编而来

不足之处

效率不高：标记和清理的过程效率都不高

空间问题：标记清除之后会产生内存大量碎片，导致后续分配较大对象时，无法找到连续内存的问题而不得不提前触发另一次垃圾收集动作

复制算法

基本原理

为了解决效率问题，此算法诞生了。将可用内存划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。一块内存用完了，就将存活者复制到另一半内存，然后对已使用过的一半整体回收。这样每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配也就不用考虑碎片的情况。

具体应用与实现

现在的商业JVM都采用此算法来回收新生代。根据IBM的研究，98%的对象都是属于短寿命对象。因此无需1：1的分配内存，这样浪费太多。而是将内存分为一个Eden和两个Survivor这三块区域，每次使用Eden和其中一个Survivor区（此Survivor也称为From区）。当GC时，将Eden和Survivor中存活者复制到另一个没有使用的Survivor（此Survivor也被称为To区），然后整体回收刚刚用过的两个区域。

HotSpot默认将需要使用的Eden和Survivor区设置为8：1，占整个新生代内存区的90%。剩下的那个10%作为待用的另一个Survivor。这样将复制算法中原本需要浪费一半的空间缩减为10%。当然，这样的分配比例只是在一般场景下总结出来的，不是说一定就有不多于10%的对象存活（也就是说这个10%的Survivor未必够用）。因此需要依赖其他内存进行分配担保：即在To区不够用时，将装不下的存活对象分配到其他区域。

评价

简单高效，但是代价较高。此算法会将内存缩小到原来的一半。此外，在对象存活率较高时就要进行比较多的复制操作，效率会下降。

标记整理算法

针对老年代下复制算法需要频繁复制的缺陷而设计。此算法分标记和清理两个过程。标记过程同“标记清除”算法。而后续步骤并非直接清理，而是将所有存活对象直接向一端移动，然后清理掉另一端的内存。

分代回收算法

当前商业JVM普遍采用的算法。将Java堆分为新生代和老年代，根据两者生命周期长度不动选用不同算法。新生代采用复制算法，老年代则采用标记清理算法。