GC 算法

垃圾判定算法

1. 引用计数法

   记录每个对象的使用次数，某个对象每增加一次引用，其引用计数器+1，当引用失效，引用计数器-1，当引用计数器为0，对象就视为垃圾

   • 优点：实现起来很简单

   • 缺点：无法解决循环引用的问题，如下图（明明是垃圾，但是没有被回收，这就是内存泄露）

     

   java 没有采用引用计数，但是因为其原理简单还是有很多使用的场景，比如 python，怎么解决呢？

   手动解除（自己再做一个算法，发现循环引用的内存泄露就手动接触关联）；或者使用弱引用类型（强弱软需）

2. 可达性分析算法

   以 GC Roots 为起点，找整个引用链，如果对象没有在任何一个引用链就视为垃圾

   1. 优点：解决了循环引用的问题，原理还是比较简单的
   2. 缺点：某个时刻进行 GC，首先要确定 GC Root 对象，虚拟机栈是 GC Root 的一部分，为了准确性需要暂停素有线程，这就是 STW 的原因
   3. 常见的 GC Root 对象：虚拟机栈里引用的对象、类静态变量引用的对象、synchronized 的锁对象等
   

   可达性分析算法解决了循环引用的内存泄露，但是不是说可达性分析算法就不会发生内存泄露了

   比如各种连接，数据库连接，网络连接，IO连接等，用完要显示标明关闭连接，不然每次 GC 就会发现还存在引用链，不会回收

垃圾回收算法

1. 标记-清除算法

   根据可达性分析算法把非垃圾对象进行标记，没标记的就是垃圾，清除没有标记的，留下的对象还是在原来的位置上
   
   这是最基础的算法，别的算法都是基于此不断改进，不足的地方：

   • 效率不高（要看跟谁比，比如标记-复制就要快些）：先递归确定引用链，找到有用的对象，然后整堆遍历清除垃圾对象
   • 存在内存碎片：会产生大量不连续的内存碎片，导致可能无法给大对象分配内存

2. 复制算法

   也要先根据可达性分析算法遍历找到有用的对象，但是不标记了，直接复制到另一个区域，然后把原来的区域全部清空

   
   • 优点：相较于 标记-清除效率更高，因为没有标记和清除的过程，也没有内存碎片了
   • 缺点：需要两倍空间（虽然没有碎片了，但是要两倍空间）；如果存活对象本来就很多，就有点得不偿失了

3. 标记-压缩 或 标记-整理算法

   比标记-清除多了异步整理的操作

   
   • 优点：解决了标记-清除、复制的问题（碎片和两倍空间）
   • 缺点：效率不高。比标记-清除多了整理的步骤；比复制多扫描了空间（因为复制算法要保证一半的区域是空的）

4. 分代收集算法

   1. 这不是一种算法，只是也有不少人在这样说，具体是根据 jvm 不同的区域使用合适的算法，算法还是这三种：标记-清除、复制、标记-压缩
   2. 因为新生代 GC 很频繁，并且很多对象在新生代创建并死亡，所以新生代适合 标记-清除 算法（这就是为什么新生代幸存区是两个）
   3. 老年代空间比较大、对象存活时间也比较长，可能回收的内存并不是很多，所以适合 标记-压缩 算法