垃圾回收器与内存分配管理

程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈3个区域随线程而生,随线程而灭。

Java堆和方法区则不同,一个接口中的多个实现类需要的内存可能不一样,一个方法中的多个分支需要的内存也可能不一样,我们只有在程序处于运行期间才能知道会创建哪些对象,这部分内存的分配和回收都是动态的,垃圾回收器所关注的是这部分内存。

1.引用计数算法

判断对象是否存活的算法是:

给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器值就加1;当引用失效时,计数器值就减1;任何时刻计数器为零的对象就是不可能再被使用的。

2.可达性分析算法

算法思想就是通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链(Reference Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链时【用图论的话来讲,就是从GC Roots到这个对象不可达】,则证明此对象是不可用的,所以他们被判定为是可回收的对象。

在Java语言中,可作为GC Roots的对象包括以下几种:

    ①虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象;

    ②方法区中类静态属性引用的对象;

    ③方法区中常量引用的对象;

    ④本地方法栈中JNI(即 Native 方法)引用的对象。

3.finalize()方法能做的所有工作,使用try-finally或者其他方式都可以做得更好,更及时。

永久代的垃圾收集主要回收两部分内容:废弃常量和无用的类。

判定一个类是否是无用的类,需要满足以下3个条件才能算是“无用的类”:   

①该类的所有实例都已被回收,也就是Java堆中不存在该类的任何实例;

②加载该类的ClassLoader已经被回收;

③该类对应的 java.lang.Class对象没有在任何地方被引用,无法再任何地方通过反射访问该类的方法。

4.垃圾收集算法

    4.1标记-清除算法

 最基础的收集算法,分两个阶段:“标记”和“清除”:
        首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象。

 该算法的不足:
    ①效率问题,标记和清除两个过程的效率都不高;
    ②空间问题,标记清除之后会产生大量的不连续的内存碎片,内存碎片太多可能会
        导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时,无法找到足够的连续内存
        而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。

    4.2复制算法

为了解决效率问题,一种称为“复制”Copying的手机算法出现了,
它将可用内存按照容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块。
当这块内存用完了,就将还存活着的对象复制到另外一块上面,
然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。


每次都对整个半区进行内存回收,内存分配时不必考虑内存碎片等复杂情况,
只要移动堆顶指针,按顺序分配内存即可,实现简单,运行高效。

    4.3标记-整理算法

复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作,效率将会变低。
标记-整理Mark-Comppact算法,与标记-清除一样,但在后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,
而是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。

    4.4分代收集算法

一般是把Java堆分为新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。

在新生代,每次垃圾搜集时都发现有大批对象死去,只有少量存活,那么就选用复制算法,

只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。

而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保,就必须使用标记-清理或标记-整理算法来进行回收。

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