读书笔记-GC基础垃圾收集算法整理

GC基础垃圾收集算法整理

简单概括如下4种算法：

1. 标记-清除算法
2. 复制算法
3. 标记-整理算法
4. 分代收集算法

对象死亡判断

在运行算法之前，需要判断对象的死亡，有如下2种方式来进行判断：

1. 引用计数器算法
2. 可达性分析算法

引用计数器算法

定义：对象中添加一个引用计数器，当有一个地方引用它时，就+1，引用失效时，计数器值就-1。现在的java已经弃用此方法。早期还是比较适用，再如Redis 1.0也是采用此方式。存在一个著名的相互引用的问题，故后续不再火了

可达性分析算法

设置一个GC Roots对象作为七点，从这些节点开始向下搜索，走过的链路叫做引用链。当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则此对象是可回收的。是目前jvm常用判断对象是否死亡的方法。

垃圾收集算法

如下为各种算法介绍

标记-清除算法

Mark-Sweep 标记-清除算法，分为2个阶段
第一阶段，标记处所有需要回收的对象。
第二阶段，清除所有标记过的对象。

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主要存在2点不足：

• 效率问题，标记和清除两个过程效率都不高
• 空间问题，如图可见，结束之后存在大量不连续的内存碎片，此时需要分配一个较大的对象时，会触发再一次的垃圾收集动作。

此算法并不是完全的不使用了，而是后面的垃圾收集器中对其进行改造再使用。垃圾收集器介绍，会在下一节介绍。

复制算法

copy 标记-复制算法,可将内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。当这一块用完了，把还存活的对象复制到另一块上面，再把已使用过的内存空间一次清理掉。每次对整个半区进行内存回收。

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1:1的比例在实际使用中并不适用，在虚拟机中，一般采用8:1:1的比例来分配Eden和Survivor，符合大多数对象朝生夕死的特性。个人的理解是，8:1是用来适用朝生夕死的特性，而分成2块Survivor，是用来作为对象进入老年代的依据。也可叫做from 和to 。

解决了如下问题
1、内存碎片问题，主要解决了这个
2、按顺序分配内存，高效。

同时也有一些缺点
1、当对象大量存活时，频繁复制，效率降低
2、内存空间减少了一半,需要有额外的空间进行分配担保（故其实在老年代中一般是不能采用此方法的）

标记-整理算法

Mark-Compact算法，分为如下2步
1、标记需要清除的对象
2、把所有存活的对象向一端移动，直接清理掉边界以外的对象

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分代收集算法

划分为新生代和老年代，每个年代可以选择自己适合的收集算法。

标记过程

上数算法中，都会去标记可回收或不可回收对象，标记的过程也是对对象进行可达性分析的过程。这项工作必须在一个能确保一致性的快照中进行，因此会出现GC停顿，称之为"stop the world"。

在jvm中会借助，安全点和安全区来对线程进行停顿。安全点是指，当发生GC时，各个线程会主动去轮询这个标志，发现中断标志为真时就自己中断挂起。但是对于不执行的线程无法运行到安全点，比如线程处于sleep或者blocked状态，这时候线程无法响应JVM的中断请求，就需要安全区来解决。当线程进入安全区时，无须关注中断标志，但是当线程离开安全区时，需要检查系统是否已经完成了根节点枚举（或者整个GC过程）。

总结

介绍了几种简单的垃圾收集算法，从中发现，每个算法都有自己的优缺点，但是绕不开的是"stop the world"。后面来分析，针对GC的停顿，不同的垃圾收集器是怎么处理的。