JVM之经典垃圾回收器

Johnny Lnex2025-04-22 21:38

一、垃圾回收算法

1. 标记-清除（Mark-Sweep）

步骤：
1. 标记：遍历对象图，标记所有存活对象。
2. 清除：回收未被标记的垃圾对象。
特点：简单，但会产生内存碎片。

2. 标记-复制（Mark-Copy）

步骤：
1. 将内存分为两个区域（From 和 To）。
2. 标记存活对象，复制到 To 区。
3. 清空 From 区，交换 From/To 角色。
特点：无碎片，但浪费一半内存。

3. 标记-整理（Mark-Compact）

步骤：
1. 标记存活对象。
2. 整理存活对象到内存一端。
3. 清理边界外的空间。
特点：无碎片，但整理耗时。

4. 分代收集

核心思想：将堆分为新生代和老年代，分别用不同算法。
新生代：标记-复制。
老年代：标记-清除或标记-整理。

二、收集器执行流程图示

1. Serial / Serial Old

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[新生代（标记-复制）]
1. 暂停所有用户线程（STW）
   ┌───────────┐       ┌───────────┐
   │  From区   │ ----> │   To区    │
   │存活对象复制│       │ 清空后作为 │
   └───────────┘       |  新From   |
                       └───────────┘

[老年代（标记-整理）]
1. 标记存活对象
2. 整理到内存一端
3. 清理剩余空间

2. ParNew

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[多线程 标记-复制]
1. STW，多个线程并行复制存活对象

2. 清空 From 区

3. Parallel Scavenge / Parallel Old

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[新生代（标记-复制）]
1. 多线程快速复制，专注吞吐量
   

[老年代（标记-整理）]
1. 多线程整理，最大化利用CPU

4. CMS

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[标记-清除算法]
1. 初始标记（STW短暂） --> 标记根对象
   │
2. 并发标记          --> 线程与用户线程并行标记
   │
3. 重新标记（STW）    --> 修正并发期间的变动
   │
4. 并发清除          --> 清理垃圾（产生碎片）

5. G1

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[混合算法（标记-复制 + 标记-整理）]
1. 初始标记（STW短暂）  
   │
2. 并发标记          
   │
3. 最终标记（STW）    
   │
4. 筛选回收（STW可控） --> 选择垃圾最多的Region复制/整理