JVM系列之JVM垃圾回收算法相关知识

今天给大家继续分享JVM垃圾回收算法相关知识。

JVM垃圾回收算法主要有标记清除、复制算法、标记整理、分代收集四种，下面来逐一介绍。

1、标记清除（Mark-Sweep）

标记清除作为最基础的垃圾回收算法，其过程要经历两个阶段：标记、回收。

标记：遍历内存区域，标记出待回收的对象。

回收：再次遍历内存区域，然后对已标记的对象占用的内存进行回收。

缺点：

• 需要遍历两次内存区域，效率低。
• 因为JVM存储特点是逻辑上连续，物理上可以不连续，标记清除算法可能产生大量内存碎片，当JVM需要一块比较大的内存空间的时候，而又找不到合适的内存空间，就会触发下一次的垃圾回收操作。

2、复制算法（Copy）

复制算法主要是解决标记—清除算法遍历的和产生内存碎片的缺点，在其基础上进行改进而来的，它会将可用内存按容量分为大小相等的两块，每次只能使用其中的一块，当正在使用的这一块的内存空间不满足使用的时候，就会将还存活的对象复制到另外一块空的内存上面，然后再把当前内存空间一次清理掉。

复制算法在新生代中两个幸存区（From 、To）的不停交换是最典型的用法。

新生代内存空间占比为 8(Eden 伊甸园区  ):1 （To Survivor）:1 （Survivor From）。

优点

• 内存回收时，不会产生内存碎片
• 回收的时候只需移动栈顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单
• 每次只对两块中的一块内存进行回收，效率高
• 复制算法执行后，空间时连续的。

缺点：

一次性分配内存只能用其中的一半，内存的最大可利用率只有一半。

3、标记整理（Mark-Compact）

标记整理算法主要是针对老年代来设计的。

执行过程:

• 标记：对需要回收对象的进行标记。
• 整理：让存活的对象，向内存的一端移动，在整理的过程中，之前对象的在虚拟机栈中的引用地址也随之发生改变，最后直接清理掉非存活对象的内存空间。

优点:

• 没有碎片化内存产生（标记清除算法比较）。
• 没有了内存利用率减半的消耗（复制算法比较）。

缺点:

• 效率相比标记复制算法稍低。
• 在整理存活对象过程中，因为存活对象位置点变动，需要调整对象在虚拟机栈中的引用地址，同时需要全程暂停用户线程，STW（Stop The World）。

4、分代收集算法

严格意义上来说分代收集不能算一种新的垃圾回收算法，分代收集其实只是根据对象的存活的时间的长短，将新生代和老年代针对不同的内存区域，采取对应的算法。目前市面上大多商用虚拟机都采用分代收集算法。

新生代：每次都有大量对象消亡，因为有老年代作为内存担保，比较采取复制算法。

老年代：对象存活时间长，可采用标记整理、标记清除算法。

5、三种垃圾回收算法对比