JVM 垃圾回收算法

在說垃圾回收算法之前，先談談JVM怎樣確定哪些對象是“垃圾”。

1.引用計數器算法：

引用計數器算法是給每個對象設置一個計數器，當有地方引用這個對象的時候，計數器+1，當引用失效的時候，計數器-1，當計數器為0的時候，JVM就認為對象不再被使用，是“垃圾”了。

引用計數器實現簡單，效率高；但是不能解決循環引用問問題（A對象引用B對象，B對象又引用A對象，但是A,B對象已不被任何其他對象引用），同時每次計數器的增加和減少都帶來了很多額外的開銷，所以在JDK1.1之後，這個算法已經不再使用了。

2.根搜索方法：

根搜索方法是通過一些“GC Roots”對象作為起點，從這些節點開始往下搜索，搜索通過的路徑成為引用鏈（Reference Chain），當一個對象沒有被GC Roots的引用鏈連接的時候，說明這個對象是不可用的。

GC Roots對象包括：

a) 虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中的引用的對象。

b) 方法區域中的類靜態屬性引用的對象。

c) 方法區域中常量引用的對象。

d) 本地方法棧中JNI（Native方法）的引用的對象。

了解了JVM是怎麼確定對象是“垃圾”之後，進入正題，讓我們來看看垃圾回收的算法。

1.標記—清除算法（Mark-Sweep）

標記—清除算法包括兩個階段：“標記”和“清除”。在標記階段，確定所有要回收的對象，並做標記。清除階段緊隨標記階段，將標記階段確定不可用的對象清除。

標記—清除算法是基礎的收集算法，標記和清除階段的效率不高，而且清除後回產生大量的不連續空間，這樣當程序需要分配大內存對象時，可能無法找到足夠的連續空間。

垃圾回收前：

垃圾回收後：

綠色：存活對象 紅色：可回收對象 白色：未使用空間

2.復制算法（Copying）

復制算法是把內存分成大小相等的兩塊，每次使用其中一塊，當垃圾回收的時候，把存活的對象復制到另一塊上，然後把這塊內存整個清理掉。

復制算法實現簡單，運行效率高，但是由於每次只能使用其中的一半，造成內存的利用率不高。現在的JVM用復制方法收集新生代，由於新生代中大部分對象（98%）都是朝生夕死的，所以兩塊內存的比例不是1:1(大概是8:1)。

垃圾回收前：

垃圾回收後：

綠色：存活對象 紅色：可回收對象 白色：未使用空間

3.標記—整理算法（Mark-Compact）

標記—整理算法和標記—清除算法一樣，但是標記—整理算法不是把存活對象復制到另一塊內存，而是把存活對象往內存的一端移動，然後直接回收邊界以外的內存。

標記—整理算法提高了內存的利用率，並且它適合在收集對象存活時間較長的老年代。

垃圾回收前：

垃圾回收後：

綠色：存活對象 紅色：可回收對象 白色：未使用空間

4.分代收集（Generational Collection）

分代收集是根據對象的存活時間把內存分為新生代和老年代，根據個代對象的存活特點，每個代采用不同的垃圾回收算法。新生代采用標記—復制算法，老年代采用標記—整理算法。

垃圾算法的實現涉及大量的程序細節，而且不同的虛擬機平台實現的方法也各不相同。上面介紹的只不過是基本思想。