JVM之垃圾回收算法
基本垃圾回收算法
1. 引用计数算法(Reference Counting)
比较古老的回收算法。原理是此对象有一个引用,即增加一个计数,删除一个引用则减少一个计数。垃圾回收时,只用收集计数为0的对象。
优点:找可回收对象时很容易
缺点:无法处理循环引用的问题
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2. 标记-清除(Mark-Sweep)
此算法执行分两阶段。第一阶段从引用根节点开始标记所有被引用的对象,第二阶段遍历整个堆,把未标记的对象清除。
优点:速度较快
缺点:需要暂停整个应用,同时会产生内存碎片。
3. 复制(Copying)
垃圾回收时,遍历当前使用区域,把正在使用中的对象复制到另外一个区域中。次算法每次只处理正在使用中的对象,因此复制成本比较小,同时复制过去以后还能进行相应的内存整理,不会出现“碎片”问题。
优点:没有内存碎片
缺点:需要两倍的内存空间
4. 标记-整理(Mark-Compact)
此算法分两阶段,第一阶段从根节点开始标记所有被引用对象,第二阶段遍历整个堆,把清除未标记对象并且把存活对象“压缩”到堆的其中一块,按顺序排放。
优点:克服上面两种算法的缺点,不会有内存碎片,也不需要两倍内存空间
缺点:回收时间会长一些
渐进式算法
这类算法一般由基本算法组成,其核心思想是将内存分区域进行管理,在不同的区域和不同的时间采用不同的内存管理策略,从而避免因全系统的垃圾回收导致程序长时间暂停。这类算法一般有以下几种:
1. 火车算法
这种算法把成熟的内存空间划为固定长度的内存块,算法每次在一个块中单独执行,每一个块属于一个集合。此算法的具体执行步骤较复杂,且没有具体的应用场景,在此不浪费笔墨,有兴趣的同学可以自己研究之。
2. 增量收集算法
实时垃圾回收算法,即:在应用进行的同时进行垃圾回收。不知道什么原因JDK5.0中的收集器没有使用这种算法的。
3. 分代收集算法
基于对对象生命周期分析后得出的垃圾回收算法。把对象分为年青代、年老代、持久代,对不同生命周期的对象使用不同的算法(上述方式中的一个)进行回收。现在的垃圾回收器(从J2SE1.2开始)都是使用此算法的。
注意:这种算法在sun/oracle公司的Hotspot虚拟机中得到应用,是java程序员需要重点关注的一种算法。
按系统线程分
1.串行收集
串行收集使用单线程处理所有垃圾回收工作,因为无需多线程交互,实现容易,而且效率比较高。但是,其局限性也比较明显,即无法使用多处理器的优势,所以此收集适合单处理器机器。当然,此收集器也可以用在小数据量(100M左右)情况下的多处理器机器上。
适用情况:数据量比较小(100M左右);单处理器下并且对响应时间无要求的应用。
缺点:只能用于小型应用。
2.并行收集
并行收集使用多线程处理垃圾回收工作,因而速度快,效率高。而且理论上CPU数目越多,越能体现出并行收集器的优势。
适用情况:“对吞吐量有高要求”,多CPU、对应用响应时间无要求的中、大型应用。举例:后台处理、科学计算。
缺点:应用响应时间可能较长 。
3.并发收集
相对于串行收集和并行收集而言,前面两个在进行垃圾回收工作时,需要暂停整个运行环境,而只有垃圾回收程序在运行,因此,系统在垃圾回收时会有明显的暂停,而且暂停时间会因为堆越大而越长。
适用情况:“对响应时间有高要求”,多CPU、对应用响应时间有较高要求的中、大型应用。举例:Web服务器/应用服务器、电信交换、集成开发环境。