GC算法与种类

一）GC的概念

GC,指Ganbage Collection 垃圾回收器。GC的算法主要分为四类：引用计数法、标记清除、标记压缩、复制算法。下面将对这几种算法进行逐一说明。

（二）GC的算法——引用计数法，没有被java引用

引用计数器的实现很简单，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，则对象A就不可能再被使用。

 

引用计数法的问题：

（1）引用和去引用伴随着加法和减法，影响性能；

（2）很难处理循环引用；

 

（二）GC的算法——标记-清除算法，老年代

标记-清除算法是现代垃圾回收算法的思想基础。标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段：

（1）标记阶段：通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象。因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。

（2）清除阶段：清除所有未被标记的对象。

 

（三）GC的算法——标记-压缩算法，老年代

标记-压缩算法适合用于存活对象较多的场合，如老年代。它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。和标记-清除算法一样，标记-压缩算法也首先需要从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但之后，它并不简单的清理未标记的对象，而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后，清理边界外所有的空间。

 

【引申】标记压缩对标记清除而言，有什么优势呢？

优势就是能够整理内存碎片，避免分配大对象时，空间不足导致FullGC。

（四）GC的算法——复制算法，新生代

与标记-清除算法相比，复制算法是一种相对高效的回收方法；

不适用于存活对象较多的场合 如老年代；

将原有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，完成垃圾回收。

 

复制算法的最大问题是：空间浪费!

 

（五）分代思想

依据对象的存活周期进行分类，短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。

根据不同代的特点，选取合适的收集算法：

①少量对象存活，比如新年代，适合复制算法。

②大量对象存活，比如老生代，适合标记清理或者标记压缩

【注意】所有的算法，需要能够识别一个垃圾对象，因此需要给出一个可触及性的定义。

（六）可触及性

（1）可触及的：从根节点可以触及到这个对象。

（2）可复活的：一旦所有引用被释放，就是可复活状态，因为在finalize()中可能复活该对象。

（3）不可触及的：在finalize()后，可能会进入不可触及状态，不可触及的对象不可能复活，可以回收。

看如下例子：

[java]  view plain  copy

1. package com.liyan.gcTest;  
2. public class CanReliveObj {  
3.     public static CanReliveObj obj;  
4.     @Override  
5.     protected void finalize() throws Throwable {  
6.         super.finalize();  
7.         System.out.println("CanReliveObj finalize called");  
8.         obj = this;  
9.     }  
10.     @Override  
11.     public String toString() {  
12.         return "I am CanReliveObj";  
13.     }  
14.   
15.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
16.         obj = new CanReliveObj();  
17.         obj = null; // 可复活  
18.         System.gc();  
19.         Thread.sleep(1000);  
20.         if (obj == null) {  
21.             System.out.println("obj 是 null");  
22.         } else {  
23.             System.out.println("obj 可用");  
24.         }  
25.         System.out.println("第二次gc");  
26.         obj = null; // 不可复活  
27.         System.gc();  
28.         Thread.sleep(1000);  
29.         if (obj == null) {  
30.             System.out.println("obj 是 null");  
31.         } else {  
32.             System.out.println("obj 可用");  
33.         }  
34.     }  
35. }  

输出结果

[plain]  view plain  copy

1. CanReliveObj finalize called  
2. obj 可用  
3. 第二次gc  
4. obj 是 null  

GC算法总结整理：

Stop-The-World
Java中一种全局暂停的现象
全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互
多半由于GC引起
Dump线程
死锁检查

堆Dump

GC时为什么会有全局停顿？
类比在聚会时打扫房间，聚会时很乱，又有新的垃圾产生，房间永远打扫不干净，只有让大家停止活动了，才能将房间打扫干净。
危害
长时间服务停止，没有响应

遇到HA系统，可能引起主备切换，严重危害生产环境。