JVM 垃圾回收算法

原文地址：http://blog.lichengwu.cn/jvm/2011/09/19/jvm-garbage-collection-algorithms/

 

在说垃圾回收算法之前，先谈谈JVM怎样确定哪些对象是“垃圾”。

1.引用计数器算法：

引用计数器算法是给每个对象设置一个计数器，当有地方引用这个对象的时候，计数器+1 ，当引用失效的时候，计数器 -1 ，当计数器为 0 的时候， JVM 就认为对象不再被使用，是“垃圾”了。

引用计数器实现简单，效率高；但是不能解决循环引用问问题（A 对象引用 B 对象， B 对象又引用 A 对象，但是 A,B 对象已不被任何其他对象引用），同时每次计数器的增加和减少都带来了很多额外的开销，所以在 JDK1.1 之后，这个算法已经不再使用了。

2.根搜索方法：

根搜索方法是通过一些“GCRoots ”对象作为起点，从这些节点开始往下搜索，搜索通过的路径成为引用链（ ReferenceChain ），当一个对象没有被 GCRoots 的引用链连接的时候，说明这个对象是不可用的。

GCRoots对象包括：

a)虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用的对象。

b)方法区域中的类静态属性引用的对象。

c)方法区域中常量引用的对象。

d)本地方法栈中JNI （ Native 方法）的引用的对象。

了解了JVM 是怎么确定对象是“垃圾”之后，进入正题，让我们来看看垃圾回收的算法。

1.标记—清除算法（Mark-Sweep ）

标记—清除算法包括两个阶段：“标记”和“清除”。在标记阶段，确定所有要回收的对象，并做标记。清除阶段紧随标记阶段，将标记阶段确定不可用的对象清除。

标记—清除算法是基础的收集算法，标记和清除阶段的效率不高，而且清除后回产生大量的不连续空间，这样当程序需要分配大内存对象时，可能无法找到足够的连续空间。

垃圾回收前：

垃圾回收后：

绿色：存活对象红色：可回收对象白色：未使用空间

2.复制算法（Copying ）

复制算法是把内存分成大小相等的两块，每次使用其中一块，当垃圾回收的时候，把存活的对象复制到另一块上，然后把这块内存整个清理掉。

复制算法实现简单，运行效率高，但是由于每次只能使用其中的一半，造成内存的利用率不高。现在的JVM 用复制方法收集新生代，由于新生代中大部分对象（ 98% ）都是朝生夕死的，所以两块内存的比例不是 1:1( 大概是 8:1) 。

垃圾回收前：

垃圾回收后：

绿色：存活对象红色：可回收对象白色：未使用空间

3.标记—整理算法（Mark-Compact ）

标记—整理算法和标记—清除算法一样，但是标记—整理算法不是把存活对象复制到另一块内存，而是把存活对象往内存的一端移动，然后直接回收边界以外的内存。

标记—整理算法提高了内存的利用率，并且它适合在收集对象存活时间较长的老年代。

垃圾回收前

垃圾回收后：

绿色：存活对象红色：可回收对象白色：未使用空间

4.分代收集（GenerationalCollection ）

分代收集是根据对象的存活时间把内存分为新生代和老年代，根据个代对象的存活特点，每个代采用不同的垃圾回收算法。新生代采用标记—复制算法，老年代采用标记—整理算法。

垃圾算法的实现涉及大量的程序细节，而且不同的虚拟机平台实现的方法也各不相同。上面介绍的只不过是基本思想。

评论

10 楼 ol_beta 2012-02-08  

richard_2010 写道

yaoyuandexin 写道

richard_2010 写道

sei_ljf 写道

感谢楼主的分享！有一点疑问向您请教：
感觉垃圾回收算法都是先标记再清理作为基础，然后再按照各自不同的方式或直接清除或清除后移动，那么如果刚刚被标记过的对象，在清理之前又被引用了，这种情况会出现漏洞吗（被引用的对象被回收了）？GC本身有没有解决这一问题的方法呢？

有些垃圾算法需要stop the world的，所以你说的这个问题这种算法里面不存在。
还有就是cms算法，一次回收分好几个阶段，你可以研究这个算法看怎么解决你提出的问题的。

你怎么能从新找回没任何引用的内存地址再引用它?指针或许能，但java没有指针...

这个你需要了解垃圾回收是如何做标记和回收的

我知道一种让对象复活的方式：finalize()方法。
只要在finalize()方法中将this(将要回收的对象)挂接到一个从GCRoot开始的引用链上就可以。
类似：

protected void finalize() throws Throwable {
            super.finalize();
            GCRoot.link=this;
 }

不过一个对象的finalize()方法只能执行一次。

9 楼 richard_2010 2012-02-08  

yaoyuandexin 写道

richard_2010 写道

sei_ljf 写道

感谢楼主的分享！有一点疑问向您请教：
感觉垃圾回收算法都是先标记再清理作为基础，然后再按照各自不同的方式或直接清除或清除后移动，那么如果刚刚被标记过的对象，在清理之前又被引用了，这种情况会出现漏洞吗（被引用的对象被回收了）？GC本身有没有解决这一问题的方法呢？

有些垃圾算法需要stop the world的，所以你说的这个问题这种算法里面不存在。
还有就是cms算法，一次回收分好几个阶段，你可以研究这个算法看怎么解决你提出的问题的。

你怎么能从新找回没任何引用的内存地址再引用它?指针或许能，但java没有指针...

这个你需要了解垃圾回收是如何做标记和回收的

8 楼 yaoyuandexin 2012-02-07  

richard_2010 写道

sei_ljf 写道

感谢楼主的分享！有一点疑问向您请教：
感觉垃圾回收算法都是先标记再清理作为基础，然后再按照各自不同的方式或直接清除或清除后移动，那么如果刚刚被标记过的对象，在清理之前又被引用了，这种情况会出现漏洞吗（被引用的对象被回收了）？GC本身有没有解决这一问题的方法呢？

有些垃圾算法需要stop the world的，所以你说的这个问题这种算法里面不存在。
还有就是cms算法，一次回收分好几个阶段，你可以研究这个算法看怎么解决你提出的问题的。

你怎么能从新找回没任何引用的内存地址再引用它?指针或许能，但java没有指针...

7 楼 ol_beta 2012-02-06  

richard_2010 写道

sei_ljf 写道

感谢楼主的分享！有一点疑问向您请教：
感觉垃圾回收算法都是先标记再清理作为基础，然后再按照各自不同的方式或直接清除或清除后移动，那么如果刚刚被标记过的对象，在清理之前又被引用了，这种情况会出现漏洞吗（被引用的对象被回收了）？GC本身有没有解决这一问题的方法呢？

有些垃圾算法需要stop the world的，所以你说的这个问题这种算法里面不存在。
还有就是cms算法，一次回收分好几个阶段，你可以研究这个算法看怎么解决你提出的问题的。

这个是CMS
http://softbeta.iteye.com/blog/1315103

6 楼 ol_beta 2012-02-06  

yekui 写道

LZ你自己理解了没？

理解什么？

5 楼 yekui 2012-02-06  

LZ你自己理解了没？

4 楼 richard_2010 2012-02-06  

sei_ljf 写道

感谢楼主的分享！有一点疑问向您请教：
感觉垃圾回收算法都是先标记再清理作为基础，然后再按照各自不同的方式或直接清除或清除后移动，那么如果刚刚被标记过的对象，在清理之前又被引用了，这种情况会出现漏洞吗（被引用的对象被回收了）？GC本身有没有解决这一问题的方法呢？

有些垃圾算法需要stop the world的，所以你说的这个问题这种算法里面不存在。
还有就是cms算法，一次回收分好几个阶段，你可以研究这个算法看怎么解决你提出的问题的。

3 楼 sei_ljf 2012-02-06  

感谢楼主的分享！有一点疑问向您请教：
感觉垃圾回收算法都是先标记再清理作为基础，然后再按照各自不同的方式或直接清除或清除后移动，那么如果刚刚被标记过的对象，在清理之前又被引用了，这种情况会出现漏洞吗（被引用的对象被回收了）？GC本身有没有解决这一问题的方法呢？

2 楼 xie041 2012-02-06  

厉害，学习了

1 楼 youjianbo_han_87 2012-02-06  

好像没有怎么深入啊。。。