垃圾回收算法

java内存运行时程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈随线程而生灭；栈中的栈帧随着方法的进入和退出而有条不紊地执行着出栈和入栈操作。而java堆和方法区则不一样，我们只有在程序处于运行期间时才知道会创建哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的，垃圾收集器所关注的是这部分内存

 

引用计数算法：

        给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的，然而java虚拟机里没有使用引用计数算法来管理内存，主要原因是很难解决对象直接相互循环引用的问题

 

可达性分析算法：

        通过一系列的成为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径成为引用链，当一个对象到达GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的，即会被判定为是可回收的对象

        在可达性分析算法中不可达的对象，也并非是一定被回收的，这时候它们暂时处于等待阶段，要真正宣告一个对象死亡，至少要经历两次标记过程；如果对象在进行可达性分析后发现没有与GC Roots相连接的引用链，那它将会被第一次被标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行finaliz()方法。当对象没有覆盖finalize()方法，或者finalize()方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为没有必要执行。

        如果这个对象被判定为有必要执行finalize()方法，那么这个对象将会放置在一个叫做F-Queue的队列中，并在稍后由一个虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程取执行它。这里所谓的执行，是指虚拟机会触发这个方法，但并不承诺等待它运行结束，这样做的原因是，如果一个对象在finalize()方法中执行缓慢，或者发生了死循环，将很可能会导致F-Queue队列中其他对象永久处于等待，甚至导致整个内存回收系统崩溃。finalize()方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会，稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模的标记，如果对想要在finalize()中成功拯救自己——只要重新与引用链上的任何一个对象建立关联即可，譬如把自己赋值给某个类变量或者对象的成员变量，那在第二次标记时它将被移出“即将回收”的集合；

 

回收方法区：

        java虚拟机规范中说过可以不要求虚拟机在方法区实现垃圾收集，而且在方法区中进行垃圾收集的性价比一般较低；在堆中，尤其是新生代中，常规应用进行一次垃圾收集一般可以回收70%~95%的空间，而永久带的垃圾收集效率远低于此。

        永久带的垃圾收集主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。回收废弃常量与回收java堆中的对象非常类似。以常量池中字面量的回收为例，例如一个字符串“abc”已经进入了常量池中，但是当前系统没有任何一个Sring对象是交“abc”的，也没有其它地方引用了这个字面变量，如果这时发生内存回收，而且必要的话，这个“abc”常量就会被系统清理出常量池。常量池中的其他类（接口）、方法、字段的符号引用也与此类似。

        

标记-清除算法：

        最基础的收集算法是标记-清除算法，算法分为标记和清除两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象。

        主要不足有两个：一是效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高；二是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后再程序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾回收动作。

      

 

复制算法：

        复制算法可以解决效率问题，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另一块上，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是堆整个半区进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。代价是将内存缩小为原来的一半

                

现在的商业虚拟机都采用这种垃圾收集算法来回收新生代。新生代中的对象98%是朝生夕死的，所以并不需要按照1：1的比例来划分内存空间，而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一块Survivor。当回收时，将Eden和Survivor中还存活着的对象一次性地复制到另一块Survivor空间上，最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间。HotSpot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例是8：1，也就是每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的90%，只有10%的内存会被浪费。当Survivor空间不够用时，需要依赖其他内存（老年代）进行分配担保

 

标记-整理算法：

        复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会变低。更关键的是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中所有对象都是100%存活的极端情况，所以老年代一般不能直接选用这种算法。

        标记整理算法标记过程与标记清除算法一样，但整理是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

        

 

分代收集算法：

        当前商业虚拟机的垃圾收集都采用分代收集算法，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，这样就可以根据哥哥年代的特点采用最适当的手机算法。再新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量对象存活，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-清除或标记-整理算法来进行回收