@JVM中的几种垃圾收集算法

标记-清除(Mark-Sweep)

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掉所有被标记的对象(没有与GC Roots相连接的引用链的对象)。它是最基础的收集算法，因为后续的收集算法都是基于这种思路并对其缺点进行改进而得到的。它的主要缺点有两个:一个是效率问题，标记和清除这两个过程的效率都不高；另外一个是碎片问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，可能会导致程序在以后的运行过程中需要分配较大对象时由于无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。如下图:

复制算法(Copying)

复制算法是为了解决效率问题而出现的，它将可用内存按照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，它将还存活着的对象复制到另一块上面，然后再把已经使用过的内存空间一次性清理掉，这样使得每一次都是对整个半区进行内存回收，内存分配的时候就不用考虑内存碎片的问题，只要移动堆顶的指针，按照顺序分配内存就可以了。实现简单，运行高效。如下图:

不过这种算法有个缺点，内存缩小为了原来的一半，这样代价太高了。

现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代，IBM的专门研究表明，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，因此新生代的内存被划分为一块较大的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拷贝到另外一块Survivor空间上，最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor的空间。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%（80%+10%），只有10%的内存是会被"浪费"的。当然，98%的对象可回收只是一般场景下的数据，我们没有办法保证每次回收都只有不多于10%的对象存活，如果另外一块Survivor空间没有足够的空间存放上一次新生代收集下来的存活对象，这些对象将直接通过分配担保(HandlePromotion)机制进入老年代。

标记-整理(Mark-Compact)

复制收集算法在对象存活率较高时就要执行较多的复制操作，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100%存活的极端情况，所以老年代都是不易被回收的对象，对象存活率高，因此一般不能直接选用复制算法。根据老年代的特点，有人提出"标记-整理"算法，标记过程仍然与"标记-清除"算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而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。如图:

分代收集(Generational Collection)

当前商业虚拟机的垃圾收集都采用这种算法，这种算法没什么特别的，无非是上面内容的结合罢了，只是根据对象的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，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法。而老年代对象存活率高、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。