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【Java虛擬機器】垃圾收集演算法

垃圾收集演算法

垃圾收集演算法

標記 - 清除演算法

演算法分為兩個階段:標記和清除。首先標記出所有需要回收的物件,在標記完成後統一回收所有標記的物件。缺點是標記清除過後會產生大量不連續的碎片,空間碎片太多可能會導致以後再程式執行過程中需要分配較大物件時,無法找到足夠的連續記憶體而不得不提前出發另一次垃圾收集動作。

標記 - 清除演算法如下圖所示:
標記 - 清除演算法

複製演算法

將可用記憶體按容量劃分為大小相等的兩塊,每次只使用其中的一塊。當這一塊的記憶體用完了,就將還存活著的物件複製到另外一塊上面,然後再把已使用過的記憶體空間一次清理掉。只是這種演算法的代價是將記憶體縮小為了原來的一半。

複製演算法如下圖所示:
複製演算法示意圖
現在的虛擬機器都採用這種演算法來回收新生代,IBM公司的專門研究表明,新生代的物件98%是“朝生夕死”的,所以並不需要按照1:1的比例來劃分記憶體空間,而是將記憶體分為一塊大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間,每次使用Eden和其中一塊Survivor。當回收時,將Eden和Survivor還存活著的物件一次性地複製到另外一塊Survivor空間上,最後清理掉Eden和剛才使用過的Survivor空間。

HotSpot虛擬機器預設Eden和Survivor的大小比例是8:1,也就是每次新生代可用記憶體空間為整個新生代容量的90%,只有10%的記憶體會被“浪費”。當然,98%的物件可回收只是一般場景下的資料,我們沒有辦法保證每次回收都只有不多於10%的物件存活,當Survivor空間不夠用時,需要依賴其他記憶體(這裡指老年代)進行分配擔保。

標記 - 整理演算法

演算法同樣分為兩個階段:標記和整理。標記階段與“標記 - 清除”中的一樣,整理是讓所有存活的物件都向一段移動,然後直接清理掉端邊界以外的記憶體。

標記 - 整理演算法如下圖所示:
標記 - 整理演算法示意圖

分代收集演算法

一般把Java堆分為新生代和老年代

  • 新生代採用複製演算法
  • 老年代採用“標記 - 清除”或“標記 - 整理”演算法

參考

  1. 深入理解Java虛擬機器[書籍]