说一下 JVM 有哪些垃圾回收算法?

一、标记-清除算法

标记无用对象,然后进行清除回收。

标记-清除算法(Mark-Sweep)是一种常见的基础垃圾收集算法,它将垃圾收集分为两个阶段:

  • 标记阶段:标记出可以回收的对象。
  • 清除阶段:回收被标记的对象所占用的空间。

标记-清除算法之所以是基础的,是因为后面讲到的垃圾收集算法都是在此算法的基础上进行改进的。
优点: 实现简单,不需要对象进行移动。
**缺点:**标记、清除过程效率低,产生大量不连续的内存碎片,提高了垃圾回收的频率。

标记-清除算法的执行的过程如下图所示

二、复制算法

为了解决标记-清除算法的效率不高的问题,产生了复制算法。它把内存空间划为两个相等的区域,每次只使用其中一个区域。垃圾收集时,遍历当前使用的区域,把存活对象复制到另外一个区域中,最后将当前使用的区域的可回收的对象进行回收。

优点: 按顺序分配内存即可,实现简单、运行高效,不用考虑内存碎片。
**缺点:**可用的内存大小缩小为原来的一半,对象存活率高时会频繁进行复制。

复制算法的执行过程如下图所示

三、标记-整理算法

在新生代中可以使用复制算法,但是在老年代就不能选择复制算法了,因为老年代的对象存活率会较高,这样会有较多的复制操作,导致效率变低。标记-清除算法可以应用在老年代中,但是它效率不高,在内存回收后容易产生大量内存碎片。

因此就出现了一种标记-整理算法(Mark-Compact)算法,与标记-清除算法不同的是,在标记可回收的对象后将所有存活的对象压缩到内存的一端,使他们紧凑的排列在一起,然后对端边界以外的内存进行回收。回收后,已用和未用的内存都各自一边。

优点: 解决了标记-清理算法存在的内存碎片问题。
缺点: 仍需要进行局部对象移动,一定程度上降低了效率。

标记-整理算法的执行过程如下图所示

四、分代收集算法

分代收集法是目前大部分 JVM 所采用的方法,其核心思想是根据对象存活的不同生命周期将内存划分为不同的域,一般情况下将 GC 堆划分为老生代(Tenured/Old Generation)和新生代

(YoungGeneration)。

老生代的特点是每次垃圾回收时只有少量对象需要被回收,新生代的特点是每次垃圾回收时都有大量垃圾需要被回收,因此可以根据不同区域选择不同的算法。

当前商业虚拟机都采用分代收集的垃圾收集算法。分代收集算法,顾名思义是根据对象的存活周期将内存划分为几块。一般包括年轻代、老年代 和 永久代,如图所示:

当前主流 VM 垃圾收集都采用"分代收集" (Generational Collection)算法, 这种算法会根据对象存活周期的不同将内存划分为几块, 如 JVM 中的 新生代、老年代、永久代, 这样就可以根据各年代特点分别采用最适当的 GC 算法

新生代: 复制算法

**老年代:**标记-整理算法

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