垃圾回收算法(对象回收)

垃圾回收算法(对象回收)

首页模拟经营垃圾回收模拟游戏更新时间:2024-05-11
标记阶段引用计数算法

引用计数算法比较简单,对每个对象保存一个整型的引用计数器属性。用于记录对象被引用的情况。

对于一个对象A,只要有任何一个对象引用了A,则A的引用计数器就加1;当引用失效时,引用计数器就减1。只要对象A的引用计数器的值为0,即表示对象A不再被使用,可进行回收。

每次赋值都需要更新计数器,伴随着加法和减法操作,这增加了时间开销。引用计数器有一个严重的问题,即无法处理循环引用的情况。这是一条致命缺陷,导致在Java的垃圾回收器中没有使用这类算法。

可达性分析算法

可达性分析算法:也可以称为根搜索算法。相对于引用计数算法而言,该算法可以有效地解决在引用计数算法中循环引用的问题,防止内存泄漏的发生。

可达性分析算法是以根对象集合(GCRoots)为起始点,按照从上至下的方式搜索被根对象集合所连接的目标对象是否可达。使用可达性分析算法后,内存中的存活对象都会被根对象集合直接或间接连接着,搜索所走过的路径称为引用链。如果目标对象没有任何引用链相连,则是不可达的,就意味着该对象己经死亡,可以标记为垃圾对象。在可达性分析算法中,只有能够被根对象集合直接或者间接连接的对象才是存活对象。

清除阶段

当成功区分出内存中存活对象和死亡对象后,GC接下来的任务就是执行垃圾回收,目前在JVM中比较常见的三种垃圾收集算法是:标记清除算法、复制算法、标记压缩算法。

标记-清除算法

当堆中的有效内存空间被耗尽的时候,就会停止整个程序(也被称为stop the world),然后进行两项工作,第一项则是标记,第二项则是清除。

标记: Collector从引用根节点开始遍历,标记所有被引用的对象。一般是在对象的Header中记录为可达对象。标记的是引用的对象,不是垃圾!!

清除: Collector对堆内存从头到尾进行线性的遍历,如果发现某个对象在其Header中没有标记为可达对象,则将其回收。

这里所谓的清除是把需要清除的对象地址保存在空闲的地址列表里。下次有新对象需要加载时,判断垃圾的位置空间是否够,如果够,就存放覆盖原有的地址。

缺点: 这种方式清理出来的空闲内存是不连续的,产生内存碎片。

复制算法

将活着的内存空间分为两块,每次只使用其中一块,在垃圾回收时将正在使用的内存中的存活对象复制到未被使用的内存块中,之后清除正在使用的内存块中的所有对象,交换两个内存的角色,最后完成垃圾回收。新生代里面就用到了复制算法。注意:这里没有标记阶段,在gc回收时,判断到对象是可达的,则直接进行复制。

优点: 复制过去以后保证空间的连续性,不会出现“碎片”问题。

缺点: 此算法的缺点也是很明显的,就是需要两倍的内存空间。

复制算法适用于存活对象不多,垃圾对象比较多的情况;如果存活对象很多,意味着要复制的对象很多,效率并不高。

标记整理算法

第一阶段和标记清除算法一样,从根节点开始标记所有被引用对象。

第二阶段将所有的存活对象压缩到内存的一端,按顺序排放。然后,清理边界外所有的空间。

标记-压缩算法的最终效果等同于标记-清除算法执行完成后,再进行一次内存碎片整理,因此,也可以把它称为标记-清除-压缩算法。

二者的本质差异在于标记-清除算法是一种非移动式的回收算法,标记-压缩是移动式的。是否移动回收后的存活对象是一项优缺点并存的风险决策。可以看到,标记的存活对象将会被整理,按照内存地址依次排列,而未被标记的内存会被清理掉。如此一来,当我们需要给新对象分配内存时,JVM只需要持有一个内存的起始地址即可,这比维护一个空闲列表显然少了许多开销。

优点: 1)解决了标记-清除算法当中的内存碎片问题。 2)消除了复制算法当中,内存减半的高额代价。

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