【GC算法几人知？】一、前置知识积累

从本文开始，将持续更新GC算法，GC算法是面试java必问的知识，同时，在c,c++这种需要手动GC的语言，更是需要掌握的算法，一起加油吧！

本篇是接下来算法的前置知识，毕竟搞懂算法逻辑的基础，是搞懂概念

结构

对象

组成：

• 头：保存对象的一些基本信息，比如大小，种类等，他的地址也代表对象的地址，类似于数组的首地址
• 域：对象中可以访问的部分，里面可以有各种数据，也可以有指向其他对象的指针（指向其他对象的头）

分类

• 活动对象：能被mutator引用的对象（后面会讲），可以理解为能被引用的对象
• 非活动对象：不能被mutator引用的对象，这种对象就是将被GC的对象，称为垃圾

mutator

这是一种动作，作用是改变GC中对象的引用关系，可以类比为new操作，new就是新建一个对象，mutator可以申请内存，为new对象做准备，也可以修改对象的域中指针的方向

其他结构

• 堆：执行程序时存放对象的空间
• 根：指向对象的指针的起点
• 分块：当mutator时，从堆中分出去的一块内存
• 分配：从堆中选出一个分块给mutator的方法

算法评价

如何判定一个GC算法是好的呢？有以下几个方面

• 吞吐量throughput：单位时间内的处理能力
  计算方法是：heap_size/GC的时间
  比如
  
  上图中的throughput=堆的大小/(A+B+C)，A,B,C为三次GC

• 最大暂停时间：因GC而暂停mutator的最大时间
  从上图看出，当GC触发时，mutator将会暂停，所以也可以理解为单次GC所需要的最大时间，图中B最长，所以最大暂停时间是B

• 堆使用效率
  有两方面，
  一是对象的头，对象中，头越大，信息越多，越方便找到他，但是效率会降低，因为头大了，对象大小不变的话，所能生成的对象数量就会减少

  二是利用率，如果算法越好，对堆的利用率越高当然好，但是相应的GC会越困难，类比hash算法虽然可以通过映射使得数组空间得以最大利用，但是因此数组排列很不规律。在堆中也是一样，类似的对象或许分布堆中各地，很难去全部找出

• 访问局部性
  某些对象由于有较强相关性，会一起生成，一起毁灭，比如有boyfriend就会有girlfriend，这类对象最好放在相近的地方，好生成，好清除

所以，我们的GC算法追求的是较大的吞吐量，较小的最大暂停时间，合适的利用率，以及最大限度的局部性

现在你已经掌握的学习GC的所有前置知识啦，一起来学习GC算法吧