《深入理解java虚拟机》笔记（5）垃圾回收算法及垃圾收集器

一、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，再对标记对象进行回收。

不足之处：效率不高，会产生大量不连续内存碎片，导致下次分配较大内存时，若内存不足不得不触发垃圾回收操作。

此算法为最基础算法，其他算法都是在此算法基础上改进而得到的。

二、复制算法

算法：将可用内存按容量大小划分为两块，每次只使用其中一块，当这块用完之后，就将还存活的对象复制到另外一块上面，再把已使用过的那块清理掉。

缺点：这种算法的代价就是将内存缩小为了原来的一半。

此种算法常运用于回收新生代。

三、标记-整理算法

算法：和标记-清除算法前部分类似，只是不会清除回收，而是将存活对象移动到一端，再直接清理掉边界以外的内存。

此种算法常运用于老年代。

四、分代收集算法

此算法为目前大部分JVM采用的方法，其核心思想是根据对象存活不同的周期划分为不同的域，一般分为老年代（Old Generation）和新生代（Young Generation）。

老年代特点是每次只会回收小部分对象，而新生代每次都会有大量的对象需要回收。因此可以针对不同区域选择不同算法。

• 新生代

　　1、采用的是复制算法，因为每次会回收大量对象，因此需要复制的操作比较少。

　　2、新生代内存按照8:1:1的比例分为一个eden区和两个survivor(survivor0,survivor1)区。一个Eden区，两个 Survivor区(一般而言)。大部分对象在Eden区中生成。回收时先将eden区存活对象复制到一个survivor0区，然后清空eden区，当这个survivor0区也存放满了时，则将eden区和survivor0区存活对象复制到另一个survivor1区，然后清空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， 如此往复。

　　3、当survivor1区不足以存放 eden和survivor0的存活对象时，就将存活对象直接存放到老年代。若是老年代也满了就会触发一次Full GC，也就是新生代、老年代都进行回收。

　　4、新生代发生的GC也叫做Minor GC，MinorGC发生频率比较高(不一定等Eden区满了才触发)。

• 老年代

　　1、采用的是标记-整理算法。

　　2、在年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。

　　3、内存比新生代也大很多(大概比例是1:2)，当老年代内存满时触发Major GC即Full GC，Full GC发生频率比较低，老年代对象存活时间比较长，存活率比较高。

• 永久代

　　1、用来存储class类，常量，方法描述等。对永生代的回收主要包括废弃常量和无用的类。

五、常用垃圾收集器

下面介绍HotSpot虚拟机提供的几种垃圾收集器（有连线的表明他们可以搭配使用）：

1、Serial/Serial Old

最古老的收集器，是一个单线程收集器，用它进行垃圾回收时，必须暂停所有用户线程（Stop-The-World）。Serial是针对新生代的收集器，采用Copying算法；而Serial Old是针对老年代的收集器，采用Mark-Compact算法。优点是简单高效，缺点是需要暂停用户线程。

2、ParNew

Seral/Serial Old的多线程版本，使用多个线程进行垃圾收集。

3、Parallel Scavenge

新生代的并行收集器，回收期间不需要暂停其他线程，采用Copying算法。该收集器与前两个收集器不同，主要为了达到一个可控的吞吐量。

4、Parallel Old

Parallel Scavenge的老年代版本，采用Mark-Compact算法和多线程。

5、CMS

Current Mark Sweep收集器是一种以最小回收时间停顿为目标的并发回收器，因而采用Mark-Sweep算法。

6、G1

G1(Garbage First)收集器技术的前沿成果，是面向服务端的收集器，能充分利用CPU和多核环境。是一款并行与并发收集器，它能够建立可预测的停顿时间模型。