【JVM】垃圾回收算法

Java是一种高级语言，它不需要C语言那样由程序员手动开辟内存，用完之后手动释放内存，Java有自己的垃圾回收器，对于内存中的那些不使用的对象，垃圾收集器会自动回收，垃圾回收的时候使用不同的算法，针对不同的场景使用不同的算法，以达到提升回收效率的效果。

在JVM中主要有三种垃圾回收算法，标记清除、标记整理、复制算法。

标记清除（Mark Sweep）

标记清除分为两个阶段，标记和清除。

我们假设内存中目前的内存分配如下：

可以看到绿色和红色对象由于有GC Root关联，通过可达性分析可知是不应该被回收的，所以标记他们，但是蓝色对象object4和object6是应该被回收的。

标记阶段：会从根节点出发遍历对象关系，对访问过的对象打赏标记，标记为不可回收，也就是对象可达。

清除阶段：会对未标记的对象进行清理，将内存还回，这样被还回的空间就能够重新被使用。

回收完毕后内存情况就变为如下图所示：

两个红色中间的部分就是本次GC后被释放的部分。

标记清除算法的缺点就是会导致内存碎片问题。

因为回收的内存是不连续的，可能会导致内存碎片问题，这可能会降低内存的使用率，比如被回收的内存是10KB，那么说明最大就能容纳10KB的对象，如果想放比10KB大的对象，是放不进去的，这也会导致可能出现频繁的垃圾回收。

标记整理（Mark Compact）

标记整理也是分为两个阶段，标记和整理。

标记阶段：这里的标记和标记清除里的标记是一样的，都是标记出来可达的对象。

整理阶段：整理阶段其实就是解决标记清除算法带来的碎片问题，因为在清除的时候，会将可用的对象移动，使其紧凑，这样就不会出现内存碎片。

移动完毕后就变为了下如这样

此时内存中就没有碎片了，新对象可以在后面继续分配内存。

标记整理算法显然没有内存碎片了，但是他也是有缺点的，由于整理是将对象移动，内存地址就会变化，变量引用肯定也要变化。那么这个效率肯定是低一些的。

复制算法（Copy）

复制算法是将内存分为大小相等的两部分，一部分叫做FROM区，另一部分叫做TO区。复制算法首先也是标记那些存活的可达对象，标记的操作跟之前两种算法没有区别。标记后将标记的对象拷贝到另一个区域内，比如对象在FROM区，就拷贝到TO区。

复制完毕后，就可以将FROM区清理掉，并且FROM和TO互换。

在复制算法中TO区域总是空间的空间。

复制算法的有点也是不会产生碎片，它也是有缺点的：内存被分为两半，总是有一半是空闲的，所以内存利用率就第了。空闲的内存其实挺浪费的。

总结

三种算法在不同的垃圾收集器中都会使用，只不过根据不同的情况采用不同的垃圾算法而已，不同的垃圾回收器选择了不同的算法，也应对了不同的情况，择优选择。