目錄

• 1、判斷物件是否存活的JVM兩種計數演算法
• 2、垃圾收集演算法
• 3、垃圾回收演算法小結

垃圾收集 Garbage Collection 通常被稱為“GC”， 在jvm 中，程式計數器、虛擬機器棧、本地方法棧都是隨執行緒而生隨執行緒而滅，棧幀隨著方法的進入和退出做入棧和出棧操作，實現了自動的記憶體清理，因此，我們的記憶體垃圾回收主要集中於 java 堆和方法區中，在程式執行期間，這部分記憶體的分配和使用都是動態的！

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既然是垃圾回收，那肯定要知道什麼是垃圾了是吧，我相信哪一天落魄java開發宜春小哥哥去撿垃圾維持生活，哈氣、一juo、彎腰、開蓋、倒水，一氣呵成我閉著眼，把廣東靚仔沒喝完的快樂肥宅水錯當垃圾撿了，這廣東靚仔還不得打人？是的，而JVM的垃圾收集的前提就是明確啥是垃圾！JVM首先會進行一系列計數演算法判斷是不是垃圾。在JVM認為是否是垃圾的評判標準為物件是否存活，物件存活就不是垃圾，不能進行回收，反之進行回收。

1、判斷物件是否存活的JVM兩種計數演算法

判斷物件是否存活的JVM兩種計數演算法主要有兩種，分別是：引用計數、可達性分析計數演算法。

一聽到計數演算法中有“ 演算法 ”二字，小白童鞋發愣了：媽呀，數學不好，完了，不學了...咳咳咳，咋們不提演算法，從咋們的日常生活開始著手，在我們平時一個東西經常沒被使用，而且也用不上什麼地方，那麼這個東西可以說就是垃圾。其實在 Java 中也是如此，如果一個物件不可能再被引用，那麼這個物件就是垃圾，應該被回收。就是這麼簡單粗暴，JVM兩種計數演算法就是這樣子的，真的不復雜。

1.1、引用計數演算法

根據我們生活上的思想，我們很容易想到使用引用計數的方法來判斷垃圾。在一個物件被引用時加一，被去除引用時減一，這樣我們就可以通過判斷引用計數是否為0來判斷一個物件是否為垃圾。這種方法我們一般稱之為「引用計數法」。確實賊簡單的一個思路也正是以為它的簡單，從而存在缺陷，因此引用計數演算法是這樣定義的

1、引用計數：每個物件有一個引用計數屬性，新增一個引用時計數加1，引用釋放時計數減1，計數為0時可以回收。
2、正因方法簡單，從而引用計數演算法無法解決物件相互迴圈引用的問題。

小白童鞋可能不知道啥是物件迴圈引用，熊dei看圖

1.2、可達性分析計數演算法

首先宣告一點：在實際開發語言比如java、C#等都是採用可達性分析計數演算法判斷物件是否存活！

可達性分析演算法的定義如下：

可達性分析（Reachability Analysis）：從GC Roots開始向下搜尋，搜尋所走過的路徑稱為引用鏈。當一個物件到GC Roots沒有任何引用鏈相連時，則證明此物件是不可用的。不可達物件。

相信很容易看出，其實都很好理解，唯獨GC Roots有點抽象，那啥是GC Roots呢？在Java語言中，GC Roots主要包括：

1、物件的引用，位於虛擬機器棧中。
2、方法區中的靜態引用。
3、本地方法棧中JNI的引用。【JNI一般指的是Native方法】
簡單地說，GC Root 就是經過精心挑選的一些引用

像上面的迴圈引用的這種情況引用計數演算法是無法進行GC掉的，而根搜尋演算法可以做到，因此引用計數演算法存在缺陷！根搜尋演算法更好！

2、垃圾收集演算法

以上內容概述了啥垃圾，接下來就要講講如何進行回收垃圾！在生活中我們收集垃圾，可以一邊走一邊掃，也可以把垃圾全都掃到一起再一次清理。在JVM中，類似生活，提供了一系列的垃圾收集演算法。

而且我們還經常能看到垃圾分類，分成可回收垃圾，和不可回收垃圾，但是從某一意義上來講，還都是垃圾，如果人人都遵守垃圾分類規則，我估計以後收破爛的大叔大媽都天天從可回收垃圾桶下手了，其實在JVM中也類似如此，JVM採取了分割槽、分代收集的思想。

常見的垃圾回演算法：標記清除演算法、複製演算法、標記整理演算法、分代收集演算法。

2.1、標記清除演算法複製演算法

標記清除演算法。從名字可以看到其分為兩個階段：標記階段和清除階段。一種可行的實現方式是，在標記階段，標記所有由 GC Root 觸發的可達物件。此時，所有未被標記的物件就是垃圾物件。之後在清除階段，清除所有未被標記的物件。標記清除演算法最大的問題就是空間碎片問題。如果空間碎片過多，則會導致記憶體空間的不連續。雖說大物件也可以分配在不連續的空間中，但是效率要低於連續的記憶體空間。

2.2、複製演算法（Copying）

複製（Copying）演算法。複製演算法的核心思想是將原有的記憶體空間劃分為大小相等的兩塊，每次只使用一塊，在垃圾回收時，將正在使用的記憶體中的存活物件複製到未使用的記憶體塊中。之後清除正在使用的記憶體塊中的所有物件，之後交換兩個記憶體塊的角色，完成垃圾回收。複製演算法的缺點是要將記憶體空間折半，極大地浪費了一半記憶體空間。因此現在的商業虛擬機器都使用這種複製演算法來進行新生代的垃圾收集！因為在物件存活率高的時候，複製演算法就顯得效率低下

2.3、標記-整理演算法（Mark-Compact）

關於標記-整理演算法還有一種叫法是標記壓縮演算法，知道其說的同一者就好了。

標記整理演算法。標記整理演算法可以說是標記清除演算法的優化版，其同樣需要經歷兩個階段，分別是：標記階段、整理階段。在標記階段，從 GC Root 引用集合觸發去標記所有物件，和標記清除演算法中的標記階段是一樣一樣的。在整理階段，其則是將所有存活的物件整理在記憶體的一邊，之後清理邊界外的所有空間。因此，標記-整理演算法（Mark-Compact）不會產生記憶體碎片，但是會多花點時間用在整理（Compact）上面！

2.4、分代收集演算法（Generational Collection）

“分代收集”（Generational Collection）演算法，把Java堆分為新生代和老年代，這樣就可以根據各個年代的特點採用最適當的收集演算法。在新生代中，每次垃圾收集時都發現有大批物件死去，只有少量存活，那新生代選用複製演算法，只需要付出少量存活物件的複製成本就可以完成收集。而老年代中因為物件存活率高、沒有額外空間對它進行分配擔保，老年代就使用“標記-清理”或“標記-整理”演算法來進行回收。

2.5、四種回收演算法總結

標記清除演算法

分為標記階段和清除兩階段。標記清除演算法最大的問題就是空間碎片問題。比較適合在存活物件比較多的情況。

複製演算法（Copying）

複製演算法的缺點是浪費了一半記憶體空間。現在的商業虛擬機器都使用這種複製演算法來進行新生代的垃圾收集！因為在物件存活率高的時候，複製演算法就顯得效率低下比較適合存活物件比較少的情況。

標記整理演算法（Mark-Compact）

標記整理演算法是標記清除演算法的優化版，標記-整理演算法（Mark-Compact）不會產生記憶體碎片，但是會多花點時間用在整理（Compact）上面！

分代收集演算法（Generational Collection）

新生代選用複製演算法，老年代使用“標記-清理”或“標記-整理”演算法來進行回收。

3、垃圾回收演算法小結

借用大佬整理的一張圖：

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