GC垃圾回收的算法

GC（垃圾回收）的算法有多种，每种都有其特点和适用场景。以下是一些常见的GC算法，并举例进行说明：

1. 引用计数算法：

   • 原理：为每个对象维护一个引用计数器，每当有一个地方引用这个对象时，计数器加1；当引用被删除时，计数器减1。当计数器的值为0时，表示该对象不再被引用，可以被回收。
   • 举例：假设有两个对象A和B，A引用了B，B也引用了A。此时，A和B的引用计数都为1。如果此时我们删除了A对B的引用，但B仍然引用A，那么A的引用计数变为0，而B的引用计数仍为1。因此，GC会回收对象A，但对象B因为引用计数不为0而不会被回收。然而，这种算法存在循环引用的问题，即两个或多个对象相互引用，导致它们的引用计数永远不为0，即使它们实际上已经不再被程序使用。

2. 标记-清除算法：

   • 原理：从根对象（如静态变量、活跃线程栈中的引用等）开始，递归地访问对象的所有引用，将访问到的对象标记为“存活”。然后，遍历整个堆内存，回收未被标记的对象。
   • 举例：假设我们有一个对象图，其中对象A引用了对象B和C，对象B引用了对象D。GC开始时，从根对象开始标记，假设根对象引用了A。那么A、B、C和D都会被标记为存活。然后，GC会遍历整个堆内存，回收那些未被标记的对象。

3. 复制算法：

   • 原理：将可用内存划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。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。
   • 举例：假设我们有两块内存区域A和B，初始时，所有对象都分配在A区域。当A区域满时，GC会复制所有存活的对象到B区域，并清理A区域。下次GC时，再复制存活对象到A区域并清理B区域，如此往复。

4. 标记-整理算法：

   • 原理：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后，让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
   • 举例：与标记-清除算法类似，但在标记完成后，所有存活的对象会被移动到内存的一端，形成一个连续的内存块，然后清理掉端边界以外的内存。

5. 分代收集算法：

   • 原理：根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。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。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清除”或者“标记-整理”算法来进行回收。
   • 举例：在Java的HotSpot虚拟机中，就采用了这种分代收集的策略。新生代使用复制算法，老年代使用标记-清除或标记-整理算法。

每种算法都有其适用场景和优缺点，具体选择哪种算法取决于应用程序的特点和性能要求。