Java垃圾回收机制算法分析

引用计数算法

当new一个对象，这个对象就分配了一个引用计数器且计数设为1，当这个对象被其他变量引用时，对象引用计数+1；当一个对象的引用超过生存期或者被设置一个新的值时，这个对象的引用计数减1。当对象的引用计数变为0时，就标记为可回收，通知GC收集器回收。

优点
引用计数算法的实现简单，判断效率也很高
缺点
对象之间相互循环引用的问题，导致对象无法被GC回收

再来看下循环引用事例及解决办法

public static void main(String[] args) {  
        GcObject objA = new GcObject();  
        GcObject objB = new GcObject();  
        objA.instance = objB;  
        objB.instance = objA;  
        objA = null;  
        objB = null;  
    }  

class GcObject{

public Object instance=null;
}

第2行代码 objA引用计数为1
第3行代码 objB 引用计数为1
第4行代码 objB应用计数为2
第5行代码 objA引用计数为2
第6行代码 objA引用计数减1，引用计数为1
第7行代码 objB引用计数减1，引用计数为1

到此objA，objB引用计数都不为0，实例分配的内存都不能释放，造成内存泄漏。

解决的办法
可以通过弱引用解决循环引用的问题，弱引用是不会使引用计数+1的，这种特殊的弱引用被称为归零弱引用，这里假设objA弱引用的话，第5行代码后 objA引用计数仍然为1，第6行代码后 objA引用计数为0，objA被GC回收后objB引用计数为1，第7行代码后objB引用计数为0，被GC回收。

可达性算法

通过一系列的被称为“gc roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索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时，则证明此对象是不可用的。

可以作为“gc roots”的对象
（1）虚拟机栈（栈针中的局部变量表）中引用的对象
（2）方法区中类静态属性引用的对象。
（3）方法区中常量引用的对象
（4）本地方法栈中JNI引用的对象。

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从上图可以reference1,reference2,reference3都是GC Roots,可以看出：
reference1->对象实例1
reference2->对象实例2
reference3->对象实例4
reference3->对象实例4->对象实例6
可以得出对象实例1，2，4，6都具有GC Roots可达性，不能被GC回收的对象，而对于对象实例3，5直接虽然连通，但并没有任何一个GC Roots与之连通，这便是GC Roots不可达对象，GC回收的对象。

复制算法

原理：它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

优点：不会出现碎片问题。
缺点：暂停整个应用，需要2倍的内存空间。

标记 -清除算法

原理：对于“活”的对象，一定可以追溯到其存活在堆栈、静态存储区之中的引用。这个引用链条可能会穿过数个对象层次。第一阶段：从GC roots开始遍历所有的引用，对有活的对象进行标记。第二阶段：对堆进行遍历，把未标记的对象进行清除。这个解决了循环引用的问题。
缺点：1、暂停整个应用；2、会产生内存碎片。

记-压缩算法

原理：第一阶段标记活的对象，第二阶段把为标记的对象压缩到堆的其中一块，按顺序放。
优点：1、避免标记扫描的碎片问题；2、避免停止复制的空间问题。

分代收集算法

原理：基于对象生命周期分析得出的垃圾回收算法。把对象分为年轻代、年老代、持久代，对不同的生命周期使用不同的算法进行回收。