垃圾收集器标记原理

 

 

   java虚拟机完成收集需要三个步骤;

                        1,哪些内存需要回收,2,什么时候回收,3,如何回收

 

 

 

标记回收的对象:

     java虚拟机在回收Java堆中的对象之前需要将其标记是否存活

 

 

 

回收对象的标记方法;

    

 1, 引用计数法;给对象添加一个计算器,有引用时i++,没有就i--;当任何时刻都为0 表明其已经死亡

 

 

2,根搜索算法;通过"GC roots"的对象作为起点,从这些节点往下搜索,当没有引用链相连时,则表示此对象是不可用的;(类是链表)

 

     JAVA中可以作为GC roots的对象的包含下面四种;  

         虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中的引用对象

        方法区中的类静态属性引用的对象

        方法区中的常量引用的对象

        本地方法栈中的JNI的引用的对象

 

 

 

3,对象的标记

      标记对象的死亡至少需要标记两次,第一次进行筛选,第二次标记死亡

 

 

4,方法区的回收

 

     在java中一般在java堆中回收的效率要高于方法区的效率,特别是java堆中的新生代中的标记

 

     

 

 

      

 

垃圾收集算法;

    

      标记---清除算法

      

     最基础的收集算法是“标记-清除”（Mark-Sweep）算法，如它的名字一样，算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象，它的标记过程其实在前一节讲述对象标记判定时已经基本介绍过了。之所以说它是最基础的收集算法，是因为后续的收集算法都是基于这种思路并对其缺点进行改进而得到的。它的主要缺点有两个：一个是效率问题，标记和清除过程的效率都不高；另外一个是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致，当程序在以后的运行过程中需要分配较大对象时无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。 标记-清除算法的执行过程如图3-2所示。

 
图3-2 “标记-清除”算法示意图

 

 

 

 

     2,复制算法

   

     

为了解决效率问题，一种称为“复制”（Copying）的收集算法出现了，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对其中的一块进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。只是这种算法的代价是将内存缩小为原来的一半，未免太高了一点。复制算法的执行过程如图3-3所示。

 

 

 

3 标记-整理算法

复制收集算法在对象存活率较高时就要执行较多的复制操作，效率将会变低。更关键的是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中所有对象都100%存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接选用这种算法。

根据老年代的特点，有人提出了另外一种“标记-整理”（Mark-Compact）算法，标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以

外的内存，“标记-整理”算法的示意图如图3-4所示。

 

 

 

4 分代收集算法

当前商业虚拟机的垃圾收集都采用“分代收集”（Generational Collection）算法，这种算法并没有什么新的思想，只是根据对象的存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清理”或“标记-整理”算法来进行回收。