Java垃圾回收算法及实例理解

原创旧城等待， 2024-11-13 23:49 92阅读 0赞

Java垃圾回收（Garbage Collection，GC）是Java虚拟机（JVM）自动管理内存的一种机制，它负责自动回收不再被引用的对象所占用的内存空间。Java垃圾回收算法主要有以下几种：

1. **标记-清除（Mark-Sweep）算法**
- **原理**：首先标记出所有需要回收的对象，然后统一回收所有被标记的对象。
- **缺点**：效率不高，且会产生大量不连续的内存碎片。

2. **复制（Copying）算法**
- **原理**：将内存分为两个区域，每次只使用其中一个区域。当这个区域满时，将存活的对象复制到另一个区域，然后清理已使用区域的所有对象。
- **优点**：实现简单，运行高效。
- **缺点**：内存利用率不高，因为只使用了一半的内存。

3. **标记-整理（Mark-Compact）算法**
- **原理**：先标记出所有需要回收的对象，然后让所有存活的对象向一端移动，然后清理掉端边界以外的内存。
- **优点**：解决了标记-清除算法中的内存碎片问题。
- **缺点**：比标记-清除算法复杂，且移动对象需要时间。

4. **分代收集（Generational Collection）算法**
- **原理**：根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，一般分为新生代和老年代，新生代基本采用复制算法，老年代采用标记-清除或标记-整理算法。
- **优点**：结合了以上算法的优点，提高了垃圾回收的效率。

5. **G1（Garbage-First）收集器**
- **原理**：G1是一种服务器端的垃圾收集器，主要针对大堆内存。它将堆内存划分为多个区域，并且可以并行收集，同时允许各个区域并发的垃圾回收，以减少停顿时间。
- **优点**：停顿时间可预测，适合需要低延迟的应用。

**实例理解**：

假设我们有一个简单的Java程序，其中创建了一些对象，但随着程序的运行，一些对象不再被引用。

```javapublic class GarbageCollectionExample {
 public static void main(String[] args) {
byte[] unusedMemory = new byte[1024 *1024 *100]; // 分配100MB内存 unusedMemory = null; //将引用设置为null，对象不再被引用 }
}
```在这个例子中，`unusedMemory`数组被分配了100MB的内存，但在设置为`null`后，这个数组不再被任何引用所引用。在没有显式调用垃圾回收的情况下，JVM的垃圾回收器会在某个时刻自动检测到这个数组不再被使用，并将其占用的内存回收。

垃圾回收的具体实现和行为可能会因JVM的不同版本和配置而异，开发者可以通过JVM参数来调整垃圾回收的行为，以适应不同的应用场景。