Java垃圾回收机制（笔记）

核心：GC是在什么时候，对什么东西，做了什么事情

1、垃圾回收的方法

1.1 引用计数法

原理：引用记数法就是判断对象的引用次数，给对象定义计算器，每增加一个实例，计数器就增加1。如果  计数器为0，就表示该对象没有被引用，可以回收

缺点：不能解决对象循环引用的问题。如果存在A和B两个对象，如果A引用B，B引用A，垃圾回收机制无法识别，也就不能完成垃圾回收。

例如：

鉴于引用计数法的缺点，JVM采用了可达性分析法

1.2 可达性分析法

原理：通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收。可达性分析算法是从离散数学中的图论引入的，程序把所有的引用关系看作一张图，通过一系列的名为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（就是从 GC Roots 到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可用的。

如下图所示：

2、JVM在什么时候进行回收（什么时候）

（1）cpu空闲的时候

（2）在堆栈满了的时候

（3）主动调用 System.gc() 后尝试进行回收

3、对什么进行回收（对什么东西）

通过gc root搜索不到，并且经过第一次标记、清除后仍然没有复活的对象

4、如何回收（做了什么事情）

垃圾回收算法一共有四种，分别为：标记-清楚算法、复制算法、标记-整理算法、分代收集算法

每种算法并没有绝对的优劣，只是在不同的场景下适用的算法不同

3.1 标记-清除算法

> 原理：分为两个步骤，第一步是标记需要进行清除的对象；第二步是对被标记对对象进行回收；

> 优点： 简单

> 缺点：效率低，标记清除后会产生大量不连续的内存空间，导致程序在运行过程中如果需要分配较大的内存时，就会出现内存不足的情况，造成内存空间的浪费

如图所示：

3.2 复制算法

> 原理：将内存按照容量分为大小相同的两块，每次只使用其中的一块，当这一块的内存用完了，就将还存活的对象复制到另一块上，然后再把已经使用过的内存空间一次性清理掉。

> 优点：内存分配时不会出现内存碎片化的问题

> 缺点：实际使用内存缩小为原来的一半

如图所示：

3.3 标记-整理算法

标记-整理算法与标记-清除算法很像，区别在于：标记-清除算法只会对标记对象进行处理，而标记-整理算法不仅会对标记对象进行处理，还会对未标记对象进行处理，从而避免了内存碎片的问题。

> 在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法。只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。

> 老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对他进行分配担保，就必须用标记-清除或者标记-整理。

如图所示：

3.4 分代收集算法

分代收集算法是一种比较智能的算法，也是JVM使用最多的一种算法，他本身并是不一种新算法，而是在具体的场景中自动选择以上三种算法进行垃圾回收。场景指的是JVM的哪个区域，1.7之前JVM把内存分为三个区域：新生代（Younger Generation），老年代（Old Generation）和永久代（Permanent Generation）

[注]：本文参考自网络，仅作个人学习笔记用途