垃圾收集算法

1、标记清除算法

　　标记清除算法是Java虚拟机垃圾收集最基础的算法，该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，统一对所有标记完成的对象进行回收。标记清除法主要有两个不足：一个是效率问题，标记和清除的效率都不高；；另一个是空间问题，如下图可以看出标记清除之后会产生大量的不连续的的内存碎片，内存碎片过多会导致大对象无法分配到足够的连续内存，从而不得不提前触发垃圾收集行为。

2、复制算法

　　复制算法是建立在标记清除法的基础之上，为了解决标记清除法的效率以及内存碎片问题；其核心思想是将内存分为大小相等的两块，每次使用其中的一块内存。在垃圾收集时，将正在使用的内存中的需要清除的对象进行标记，将不需要清除的对象复制到另外一块内存上，然后在已使用过的内存进行垃圾回收。这样每次都是对整个内存中的一半内存进行回收，内存分配时不用考虑内存碎片等复杂问题，只需要将对象的指针按照顺序移动到另外一块内存区域中即可，实现简单，运行高效。复制算法的代价是将内存缩小为原来的一半。

　　现在的虚拟机都是采用这种算法来回收新生代(Survivor区就是这样进行垃圾收集的)，因为绝大多数对象(90%以上的对象)都是朝生夕死，所以并不能按照1:1的比例来分配新生代内存空间，而是将新生代内存分为一块较大的Eden区和两块较小的Survivor区，每次使用Eden区和其中一块Survivor区，当发生垃圾收集时，将Eden区和Survivor区中存活的对象复制到另外一块Survivor区上。，然后清除Eden空间和已使用的Survivor区的内存。HotSpot虚拟机的Eden区和Survivor区默认的比例为8:1，也就说新生代中可用内存总是占用整个新生代的90%，这样浪费的内存就比较有限。

 

 3、标记整理（标记压缩）算法

　　复制算法在对象存活率较高时，需要进行比较多的复制操作，效率将会降低，最主要的是复制算法会浪费内存空间。标记整理算法是在标记清除算法的基础之上发展的，标记整理算法分为标记和整理两个阶段：首先使用标记阶段，标记出所有不需要进行收集对象；然后是整理阶段，移动所有存活的对象，且按照内存地址次序进行排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收。标记整理完成后，当需要给新对象分配内存时，虚拟机只需要持有一个内存的起始地址即可。不难看出，标记整理算法不仅可以弥补标记清除算法当中，内存碎片的缺点，也可以消除复制算法当中，内存减半的代价，但是标记整理算法唯一的缺点就是效率不高，不仅需要标记所有存活对象，还要整理存活对象的引用地址，从效率上来说，标记整理算法低于复制算法(这也是为什么FullGC系统开销要远远大于YGC)。

 

4、分代算法

　　当前商业虚拟机基本上都是使用分代垃圾收集算法，其思想就是根据对象的生命周期将内存划分为不同的几个内存区域。一般是把Java的堆空间划分为年轻代和年老代，这样就可以根据各个年代的特点选择不同的垃圾收集算法；而年轻代又划分为Eden区和两块Survivor区。当虚拟机创建一个对象的时候，总是在Eden区操作，当Eden区满了之后，经过一次YoungGC(简称YGC，也称之为MinorGC)，对象进入其中一块Survivor区，然后对象在两个Survivor来回复制，在新生代中，由于每次垃圾收集时都会有大量的对象死去，只有少量的对象存活，所以在新生代中选择复制算法进行垃圾收集。当对象经过若干次YGC之后，如果仍然存活，将会进入老年代，因为老年代的对象存活率较高，因此选择标记整理算法进行垃圾收集。