LoaRunner性能测试系统学习教程：垃圾收集算法(11)

上期我们讲到LoadRunner性能测GC回收机制，这期我们讲LoadRunner性能测试垃圾收集算法。

垃圾收集算法

上篇文章介绍了GC回收的机制，那么当触发回收机制时，回收垃圾的方法又有哪些呢？这就是本小节要解决的问题，常见的垃圾收集算法包括：标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法、分代收集算法。  1)标记-清除算法（Mark-Sweep）  标记-清除算法分为两个阶段完成：标记阶段和清除阶段。标记阶段是将所有需要被回收的对象标记出来，清除阶段就是回收被标记的对象所占用的空间。具体过程如图所示。

 

 

标记-清除算法是使用finalize()方法来进行标记的，从根集合GC Roots开始进行扫描，对还存活的对象进行标记，等标记完成后，再重新扫描一次，将未被标记的对象找到并对其进行回收，标记-清除算法如图所示。
使用标记-清除算法并不会将对象进行移动，只是对不存活的对象进行处理回收即可，如果处理的对象中存活对象比很高，那么这种方法是很高效的，但是由于不存活的对象可能不是连续的，所以会出现一个问题，会造成内存碎片。

 

 

2)复制算法（Copying）  为了解决Mark-Sweep标记-清除算法中关于内存碎片的问题，提出了Copying复制算法，原理是将可用内存划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块，当这块内存使用完成后，就会将还存活的对象复制到另外一块上面，然后把已使用的一块内存清理掉，这样就不会出现Mark-Sweep标记-清除算法内存碎片的问题，如图所示。

 

 

复制算法很简单，运行也很高效且不容易产生内存碎片，但前提是以内存为代价，使能够使用的内存缩减到原来的一半。当然复制算法的效率快慢就与存活对象的数目有很大关系了，如果存活的对象很多，那么复制算法的效率就大大的降低了。
复制算法为了解决句柄开销和内存碎片的问题，在一开始就会把堆分成一个对象面和多个空闲面，程序在对象面为工作的对象分配空间，当对象填满后，复制算法的垃圾收集器就从根集合GC Roots中扫描活动对象，并将每个活动对象复制到空闲面，这样空闲面变成了对象面，原来的对象面就变成了空闲面，程序会在新的对象面中来分配内存。如图所示。

 

 

3)标记-整理算法（Mark-compact）  复制法牺牲了内存空间，为了解决复制算法的问题，提出了标记-整理算法Mark-Compact算法。该算法与Mark-Sweep有一些相似之处，首先也需要标记对象，但标记完成后不会直接清理可回收的对象，而是将存活的对象都向一端移动，然后清理掉端边界之外的内存。标记-整理算法是在标记-清除算法的基础上，又进行了对象的移动，因此成本更高，但是解决了内存碎片的问题。如图所示。

 

 

4)分代收集算法（GenerationalCollection）  分代收集算法应该是目前用的最多的一种JVM垃圾收集器采用的算法，之所以使用分代收集算法，是因为JVM把内存划分为年轻代、年老代和持久代，如果没有持久代就不用考虑，其中年轻代和年老代是存放在堆中的，因为每个代需要收集的对象有很大不同，使用的频率也有很大不同，所以会对不同代进行不同的回收算法。这种就是通常说的分代收集算法。  
分代收集算法其实通常也是使用上面说的三种收集算法，只是在不同的代采用不同的方法来收集而已，对于新生代一般采用的都是复制Copying算法，新生代每次垃圾回收时都会回收了大部分对象，这样复制的操作次数就会少一些，新生代由一块较大的Eden空间和两块小一些的Survivor空间组成，一般每次使用Eden空间和其中的一块Survivor空间，当进行垃圾回收时，会将Eden和Survivor中还存活的对象复制到另一块Survivor空间中，然后将Eden空间和刚才使用过的Survivor空间清理掉。年老代就不可能像年轻代回收的那么频繁，并且每次回收的对象也不会像年轻代那么多，所以年老代一般使用标记-整理Mark-Compact算法。  
对于年轻代来说，需要尽快的回收了那些生命周期短的对象，年轻代分为一个eden区和两个survivor区，大部分的对象是在eden区中生成，当GC回收后会将eden区中存活的对象复制到一个survivor0区中，这样eden区就会被清空，当survivor0区都已经存满对象后，就会将对象复制到另外一个survivor1区，再清空eden和这个survivor0区，此时survivor0区是空的，然后将survivor0区和survivor1区交换，即保持survivor1区为空，如此循环。  
但当survivor1区不中以存放eden和survivor0的存活对象时，就将存活对象直接放到年老代中，重复这个过程循环后，年老代就可能会存满对象，如果年老代也存满了对象，那么就会触发一次FullGC回收。如果只是年轻代发生GC回收时称之为MinorGC。  
如果JVM有持久代的话，持久代也会进行GC回收但持久代回收的效果并不明显，因为持久代主要用于存放静态文件，如Java类、方法等。  
GC有两种类型：ScavengeGC和FullGC。  当新对象生成时，在eden区中申请空间失败时，就会触发ScavengeGC进行回收，ScavengeGC的效率比FullGC高太多了，因为eden区要经常进行回收，所以GC回收的效果一定要高，否则无法进经常回收。  一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时就会触发ScavengeGC，对Eden区域进行GC清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。这种方式的GC是对年轻代的Eden区进行，不会影响到年老代。
因为大部分对象都是从Eden区开始的，同时Eden区不会分配的很大，所以Eden区的GC会频繁进行。因而，一般在这里需要使用速度快、效率高的算法，使Eden能尽快空闲出来。  
由于FullGC回收的内容比较多，所以一般不可能频繁的触发FullGC回收。  一般有以下条件触发时才会触发FullGC回收机制：  1.年老代被写满。  2.持久代被写满。  3.system.gc()被调用。  4.上一次GC后，heap分配的策略发生改变。