Java回收算法

Java 语言规范没有明确地说明JVM 使用哪种垃圾回收算法，但是任何一种垃圾收集算法一般要做2 件基本的事情：（1 ）发现无用信息对象；（2 ）回收被无用对象占用的内存空间，使该空间可被程序再次使用。

大多数垃圾回收算法使用了根集(root set) 这个概念；所谓根集就量正在执行的Java 程序可以访问的引用变量的集合( 包括局部变量、参数、类变量) ， 程序可以使用引用变量访问对象的属性和调用对象的方法。垃圾收集首选需要确定从根开始哪些是可达的和哪些是不可达的，从根集可达的对象都是活动对象，它们 不能作为垃圾被回收，这也包括从根集间接可达的对象。而根集通过任意路径不可达的对象符合垃圾收集的条件，应该被回收。下面介绍几个常用的算法。

1、   引用计数法 (Reference Counting Collector)

引用计数法是唯一没有使用根集的垃圾回收的法，该算法使用引用计数器来区分存活对象和不再使用的对象。一般来说，堆中的每个对象对应一个引用计数器。当每一次创建一个对象并赋给一个变量时，引用计数器置为1 。当对象被赋给任意变量时，引用计数器每次加1 当对象出了作用域后( 该对象丢弃不再使用) ，引用计数器减1 ，一旦引用计数器为0 ，对象就满足了垃圾收集的条件。

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，因为每次对象赋给新的变量，计数器加1 ，而每次现有对象出了作用域生，计数器减1 。

2 、tracing 算法 (Tracing Collector)

tracing 算法是为了解决引用计数法的问题而提出，它使用了根集的概念。基于tracing 算法的垃圾收集器从根集开始扫描，识别出哪些对象可达，哪些对象不可达，并用某种方式标记可达对象，例如对每个可达对象设置一个或多个位。在扫描识别过程中，基于tracing 算法的垃圾收集也称为标记和清除(mark-and-sweep) 垃圾收集器.

 

3 、compacting 算法(Compacting Collector)

为了解决堆碎片问题，基于tracing 的垃圾回收吸收了Compacting 算法的思想，在清除的过程中，算法将所有的对象移到堆的一端，堆的另一端就变成了一个相邻的空闲内存区，收集器会对它移动的所有对象的所有引用进行更新，使得这些引用在新的位置能识别原来 的对象。在基于Compacting 算法的收集器的实现中，一般增加句柄和句柄表。

4 、copying 算法 (Coping Collector)

该算法的提出是为了克服句柄的开销和解决堆碎片的垃圾回收。它开始时把堆分成 一个对象 面和多个空闲面， 程序从对象面为对象分配空间，当对象满了，基于coping 算法的垃圾 收集就从根集中扫描活动对象，并将每个 活动对象复制到空闲面( 使得活动对象所占的内存之间没有空闲洞) ，这样空闲面变成了对象面，原来的对象面变成了空闲面，程序会在新的对象面中分配内存。

一种典型的基于coping 算法的垃圾回收是stop-and-copy 算法，它将堆分成对象面和空闲区域面，在对象面与空闲区域面的切换过程中，程序暂停执行。

5 、generation 算法(Generational Collector)
　　stop-and-copy 垃圾收集器的一个缺陷是收集器必须复制所有的活动对象，这增加了程序等待时间，这是coping 算法低效的原因。在程序设计中有这样的规律：多数对象存在的时间比较短，少数的存在时间比较长。因此，generation 算法将堆分成两个或多个，每个子堆作为对象的一代(generation) 。由于多数对象存在的时间比较短，随着程序丢弃不使用的对象，垃圾收集器将从最年轻的子堆中收集这些对象。在分代式的垃圾收集器运行后，上次运行存活下来的对象移到下一最高代的子堆中，由于老一代的子堆不会经常被回收，因而节省了时间。

6 、adaptive 算法(Adaptive Collector)

在特定的情况下，一些垃圾收集算法会优于其它算法。基于Adaptive 算法的垃圾收集器就是监控当前堆的使用情况，并将选择适当算法的垃圾收集器。