如何将垃圾回收

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酸菜鱼. 发表于 2022/09/11 10:21:02 2022/09/11
【摘要】 . Java的垃圾回收机制垃圾收集GC(Garbage Collection)是Java语言的核心技术之一, 在Java中,程序员不需要去关心内存动态分配和垃圾回收的问题,这一切都交给了JVM来处理。什么样的对象才是垃圾?这个问题其实很简单,对于Java对象来讲,如果说这个对象没有被其他对象所引用该对象就是无用的,此对象就被称为垃圾,其占用的内存也就要被销毁。那么自然而然的就引出了我们的第二...

. Java的垃圾回收机制
垃圾收集GC(Garbage Collection)是Java语言的核心技术之一, 在Java中,程序员不需要去关心内存动态分配和垃圾回收的问题,这一切都交给了JVM来处理。

什么样的对象才是垃圾?

这个问题其实很简单,对于Java对象来讲,如果说这个对象没有被其他对象所引用该对象就是无用的,此对象就被称为垃圾,其占用的内存也就要被销毁。那么自然而然的就引出了我们的第二个问题,判断对象为垃圾的算法都有哪些?

标记垃圾的算法

Java中标记垃圾的算法主要有两种, 引用计数法和可达性分析算法。

引用计数法
引用计数法就是给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它,计数器就加 1;当引用失效,计数器就减 1;任何时候计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的,可以当做垃圾收集。这种方法实现起来很简单而且优缺点都很明显。

优点 执行效率高,程序执行受影响较小
缺点 无法检测出循环引用的情况,导致内存泄露
可达性分析算法
这个算法的基本思想就是通过一系列的称为 “GC Roots” 的对象作为起点,从这些节点开始向下搜索,节点所走过的路径称为引用链,当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连的话,则证明此对象是不可用的。

那么什么对象可以作为GCRoot?

虚拟机栈中的引用对象
方法区中的常量引用对象
方法区中的类静态属性引用对象
本地方法栈中的引用对象
活跃线程中的引用对象
如何将垃圾回收?

在Java中存在着四种垃圾回收算法,标记清除算法、复制算法、标记整理算法以及分代回收算法。我们接下来会分别介绍他们。

标记清除算法
该算法分为“标记”和“清除”两个阶段:标记阶段的任务是标记出所有需要被回收的对象,清除阶段就是回收被标记的对象所占用的空间。它是最基础的收集算法,效率也很高,但是会带来两个明显的问题:

效率问题
空间问题(标记清除后会产生大量不连续的碎片)*
复制算法
为了解决效率问题,我们开发出了复制算法。它可以将内存分为大小相同的两块,每次 使用其中的一块。当第一块的内存使用完后,就将还存活的对象复制到另一块去,然后再把使用的空间一次清理掉。这样就使每次的内存回收都是对内存区间的一半进行回收。

简单来说就是该对象分为对象面以及空闲面,对象在对象面上创建,对象面上存活的对象会被复制到空闲面,接下来就可以清除对象面的内存。

这种算法的优缺点也比较明显

优点:解决碎片化问题,顺序分配内存简单高效
缺点:只适用于存活率低的场景,如果极端情况下如果对象面上的对象全部存活,就要浪费一半的存储空间。
标记整理算法
为了解决复制算法的缺陷,充分利用内存空间,提出了标记整理算法。该算法标记阶段和标记清除一样,但是在完成标记之后,它不是直接清理可回收对象,而是将存活对象都向一端移动,然后清理掉端边界以外的内存。

分代收集算法
当前虚拟机的垃圾收集都采用分代收集算法,这种算法就是根据具体的情况选择具体的垃圾回收算法。一般将 java 堆分为新生代和老年代,这样我们就可以根据各个年代的特点选择合适的垃圾收集算法。

比如在新生代中,每次收集都会有大量对象死去,所以可以选择复制算法,只需要付出少量对象的复制成本就可以完成每次垃圾收集。而老年代的对象存活几率是比较高的,而且没有额外的空间对它进行分配担保,所以我们必须选择“标记-清除”或“标记-整理”算法进行垃圾收集。

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