简单描述GC垃圾标记算法和垃圾收集算法

你的名字 2022-10-07 12:52 255阅读 0赞

# 前言 #

使用通俗的语言简单回顾一下JVM GC的垃圾标记算法和垃圾收集算法。

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# 一、什么是Garbage（辣鸡）？ #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ2NjI4NTg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

通俗的认为，不被任何在用的引用所指向的资源称为垃圾。硬件资源是有限的，如何准确的标识出垃圾，让JVM来做后续清理呢？这就涉及到垃圾标记了。

# 二、常见的垃圾标记算法 #

## 1、Reference Count ——引用计数法 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ2NjI4NTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
在受GC管理的资源上维护一个计数位，用来记录有多少引用指向它，当该计数位为0时，认为是Garbage。这种标记算法的最大缺点是，无法将存在循环引用的Garbage正确标记出来，如下图所示：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ2NjI4NTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
A B C三个资源存在循环引用，但是这个小整体又不被其他引用，所以从我们主观上来看，这就是垃圾，所以这种引用计数法满足不了我们的需求，所以JVM里边的垃圾标记也不是采用的这种算法。

## 2、Roots Searching ——根搜索（根可达）算法 ##

顾名思义，通过根资源来检索，能检索到的都是在用资源，检索不到的就是垃圾。什么是根资源呢？官方是这么定义的：

which instances are roots？
    JVM statck, native method stack, run-time constant pool, static refrences in method area, Clazz.

简单理解为： **线程栈里的变量 静态变量 常量池 JNI指针（本地方法栈里的）**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ2NjI4NTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
我们常用的HotSpot的JVM便是使用的这种垃圾标记算法。  
垃圾标记出来之后怎么清除呢？

# 三、常见的垃圾清除（收集）算法 #

## 1、标记清除法 Mark-Sweep ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ2NjI4NTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
优点：算法相对简单，存活对象比较多的情况下效率较高；

缺点：两边扫描，效率偏低（第一遍是标记，第二遍是清除），容易产生碎片

## 2、拷贝算法 Copying ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ2NjI4NTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
优点：适用于存活对象较少的情况，只扫描一次（就是把有用的拷贝到另一边），效率提高，没有碎片

缺点：空间浪费（可用空间减少一半），因为要把垃圾拷贝移动；移动复制对象，还要调整对象的引用

## 3、 标记压缩算法 Mark-Compact ##

![代码如下（示例）：][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ2NjI4NTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
优点：不会产生碎片，方便对象分配，不会产生内存减半

缺点：扫描两次（第一次标记，第二次压缩，这个压缩就是移动到角落去），需要移动对象，效率偏低

# 总结 #

JVM根据不同区域的特点，使用不同的垃圾收集算法做垃圾回收，你知道JVM对这三种垃圾收集算法的应用具体在哪个区域吗？

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