chapter-4 GC算法与种类

GC 算法与种类

■ GC的概念

■ GC算法

    • 引用计数法

    • 标记清除

    • 标记压缩

    • 复制算法

■ 可触及性

■ Stop-The-World

GC的概念

■ Garbage Collection 垃圾收集

■ 1960年 List 使用了GC

■ Java中，GC的对象是堆空间和永久区

引用计数法

■ 老牌垃圾回收算法

■ 通过引用计算来回收垃圾

■ 使用者

    • COM

    • ActionScript3

    • Python

■ 引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器就加1，当引用失效时，引用计数器就减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象A就不可能再被使用。

■ 引用计数法的问题

    • 引用和去引用伴随加法和减法，影响性能

    • 很难处理循环引用

标记 - 清除

■ 标记-清除算法是现代垃圾回收算法的思想基础。标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。一种可行的实现是，在标记阶段，首先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象。因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。然后，在清除阶段，清除所有未被标记的对象。

标记 - 压缩

■ 标记-压缩算法适合用于存活对象较多的场合，如老年代。它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。和标记-清除算法一样，标记-压缩算法也首先需要从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但之后，它并不简单的清理未标记的对象，而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后，清理边界外所有的空间。

复制算法

■ 与标记-清除算法相比，复制算法是一种相对高效的回收方法

■ 不适用于存活对象较多的场合 如老年代

■ 将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中，之后，清除正在使用的内存块中的所有对象，交换两个内存的角色，完成垃圾回收

分代思想

■ 依据对象的存活周期进行分类，短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。

■ 根据不同代的特点，选取合适的收集算法     

    • 少量对象存活，适合复制算法

    • 大量对象存活，适合标记清理或者标记压缩

GC算法总结整理

■ 引用计数

     • 没有被Java采用

■ 标记-清除

■ 标记-压缩

■ 复制算法

     • 新生代

可触及性

■ 可触及的

    • 从根节点可以触及到这个对象

■ 可复合的

    • 一旦所有引用被释放，就是可复活状态

    • 因为在finalize()中可能复活该对象

■ 不可触及的    

    • 在finalize()后，可能会进入不可触及状态

    • 不可触及的对象不可能复活

    • 可以回收

■ 经验：避免使用finalize()，操作不慎可能导致错误

■ 优先级低，何时被调用， 不确定    

    • 何时发生GC不确定

■ 可以使用try-catch-finally来替代它

■ 根

    • 栈中引用的对象

    • 方法区中静态成员或者常量引用的对象（全局对象）

    • JNI方法栈中引用对象

Stop-The-World

■ Stop-The-World

    • 栈中引用的对象

    • 全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互

    • 多半由于GC引起：Dump线程，死锁检查，堆Dump

■ GC时为什么会有全局停顿？

    • 类比在聚会时打扫房间，聚会时很乱，又有新的垃圾产生，房间永远打扫不干净，只有让大家停止活动了，才能将房间打扫干净

■ 危害

    • 长时间服务停止，没有响应

    • 遇到HA系统，可能引起主备切换，严重危害生产环境