python,.Net,Java的垃圾回收机制

华电北风吹

天津大学计算机学院

日期：2016-08-26

一、python的垃圾回收机制

1、引用计数

当一个对象的引用被创建或者复制时，对象的引用计数加1；当一个对象的引用被销毁时，对象的引用计数减1；当对象的引用计数减少为0时，就意味着对象已经没有被任何人使用了，可以将其所占用的内存释放了。

2、分代回收

将系统中的所有内存块根据其存活时间划分为不同的集合，每一个集合就成为一个“代”，垃圾收集的频率随着“代”的存活时间的增大而减小。也就是说，活得越长的对象，就越不可能是垃圾，就应该减少对它的垃圾收集频率。那么如何来衡量这个存活时间：通常是利用几次垃圾收集动作来衡量，如果一个对象经过的垃圾收集次数越多，可以得出：该对象存活时间就越长

二、.Net垃圾回收机制

在.NET的GC把所有托管堆内的对象按照其已经不再被使用的可能性分为三类，并且从最有可能不被使用的类别开始扫描，.NET对这样的分类类别有一个称呼：代（Generation）。GC会把所有的托管堆内的对象分为0代、1代和2代：

第0代，新近分配在堆上的对象，从来没有被垃圾收集过。任何一个新对象，当它第一次被分配在托管堆上时，就是第0代。

第1代，经历过一次垃圾回收后，依然保留在堆上的对象。

第2代，经历过两次或以上垃圾回收后，依然保留在堆上的对象。如果第2代对象在进行完垃圾回收后空间仍然不够用，则会抛出OutOfMemoryException异常。

对于这三代，我们需要知道的是并不是每次垃圾回收都会同时回收3个代的所有对象，越小的代拥有着越多被释放的机会。

CLR对于代的基本算法是：每执行N次0代的回收，才会执行一次1代的回收，而每执行N次1代的回收，才会执行一次2代的回收。当某个对象实例在GC执行时被发现仍然在被使用，它将被移动到下一个代上。

三、Java垃圾回收机制

当垃圾回收启动时，Java程序暂停运行。JVM从根出发，找到可到达对象，将可到达对象复制到空白区域中并紧密排列，修改由于对象移动所造成的引用地址的变化。最后，直接清空对象原先存活的整个区域，使其成为新的空白区域。

1、JVM中的堆

堆分为三代——永久世代(permanent generation)、年轻世代(young generation)和成熟世代(tenured generation)。

其中的永久世代(permanent generation)中存活的是Class对象。这些对象不会被垃圾回收。年轻世代(young generation)和成熟世代(tenured generation)需要进行垃圾回收。年轻世代中的对象世代较近，而成熟世代中的对象世代较久。

其中，年轻世代进一步分为三个区域——eden(伊甸)、from和to。eden(伊甸): 新生对象存活于该区域。新生对象指从上次GC后新建的对象。from, to: 这两个区域大小相等，相当于copy and sweep中的两个区域。当新建对象无法放入eden区时，将出发minor collection。JVM采用copy and sweep的策略，将eden区与from区的可到达对象复制到to区。经过一次垃圾回收，eden区和from区清空，to区中则紧密的存放着存活对象。随后，from区成为新的to区， to区成为新的from区。如果进行minor collection的时候，发现to区放不下，则将部分对象放入成熟世代。另一方面，即使to区没有满，JVM依然会移动世代足够久远的对象到成熟世代。如果成熟世代放满对象，无法移入新的对象，那么将触发major collection。JVM采用mark and sweep的策略，对成熟世代进行垃圾回收。

参考资料：

http://python.jobbole.com/82061/

http://blog.jobbole.com/92730/

http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/04/28/3048353.html