【JVM】如何判定一个对象已死以及“标记-清除”、“标记-复制”、“标记-整理”三种垃圾收集算法

0、如何判定一个对象的生死？

引用计数器算法：在JDK1.2之前，使用的是引用计数器算法。
在对象中添加一个引用计数器，每当有地方引用这个对象的时候，引用计数器的值就+1，当引用失效的时候，计数器的值就-1，当引用计数器被减为零的时候，标志着这个对象已经没有引用了，可以回收了！

使用可达性算法分析：通过 一系列称为“GC Roots”的根对象作为起始节点集，从这些节点开始，根据引用关系向下搜索，搜索过程所走过的路径称为“引用链”，如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连， 或者用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达时，则证明此对象是不可能再被使用的（对象已死）

1、上文提到的引用又是什么

java中将引用分为 强引用、软引用、弱引用、虚引用。

1、强引用：

强引用是最普遍的一种引用， 如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。

2、软引用：

如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

3、弱引用：

只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。

4、虚引用：

“虚引用”顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。 为一个对象设置虚引用关联的唯一目的只是为了能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。

2、垃圾收集算法

1、标记-清除

标记-清除算法分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。

• 标记阶段的任务是标记出所有需要被回收的对象。
• 清除阶段就是回收被标记的对象所占用的空间。
  
  标记-清除算法比较基础，但是主要存在两个缺点：
• 执行效率不稳定，如果 Java 堆中包含大量对象，而且其中大部分是需要被回收的，这时必须进行大量标记和清除的动作，导致标记和清除两个过程的执行效率都随对象数量增长而降低。
• 内存空间的碎片化问题，标记、清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致当以后在程序运行过程中需要分配较大对象时无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。

2、标记-复制

标记-复制算法解决了标记-清除算法面对大量可回收对象时执行效率低的问题。

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，然后再把已使用的内存空间一次清理掉。分配内存时，只要移动堆顶指针，按顺序分配即可，这样一来就不容易出现内存碎片的问题。

这种算法实现简单，运行高效且不容易产生内存碎片，但是却对内存空间的使用做出了高昂的代价，因为能够使用的内存缩减到原来的一半。
新生代垃圾收集主要采用这种算法，因为新生代的存活对象比较少，每次复制的只是少量的存活对象。

优化：

实际中，把新生代分为一块较大的Eden空间和两块较小的 Survivor空间，比例是8：1：1，每次分配内存只使用Eden和其中一块Survivor。发生垃圾收集时，将Eden和其中一块Survivor中仍然存活的对象一次性复制到另外一块Survivor空间上，然后直接清理掉Eden和已用过的那块Survivor空间。新生代的垃圾收集主要采用标记-复制算法，因为新生代的存活对象比较少，大多是“朝生夕死”，每次复制少量的存活对象效率比较高。

3、标记-整理

为了降低内存的消耗，引入一种针对性的算法：标记-整理（Mark-Compact）算法。

其中的标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向内存空间一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存。

标记-整理算法主要用于老年代，移动存活对象是个极为负重的操作，而且这种操作需要 Stop The World 才能进行，只是从整体的吞吐量来考量，老年代使用标记-整理算法更加合适。