JVM之垃圾回收清除阶段相关算法(下)

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垃圾回收清除阶段相关算法

3.标记-压缩（整理）算法

概述：

复制算法的高效性是在存活对象少、垃圾对象多的前提下，这种情况经常在新生代发生，但是老年代恰恰相反。此时再使用复制算法，回收的成本将很高。因此基于老年代的垃圾回收特性，需要使用其他算法。标记清除算法虽然可以使用，但是执行完回收后会产生内存碎片，导致大对象无法存入，所以在此基础上改进，出现了标记-压缩算法。

执行过程：

第一阶段和标记-清除算法相同，在第二阶段将所有的存活对象压缩到内存的一侧，按顺序排放，然后清理之外的空间。

标记-压缩算法就等同于标记-清除算法执行完成后再执行一次内存碎片整理，因此标记-压缩算法也可以称为标记-清除-压缩算法。

二至的本质区别在于标记-清除算法是一种非移动式的回收算法，标记-压缩算法是一种移动式的回收算法。是否移动是一个优缺点并存的决策。好处是内存碎片的整理，坏处是效率低，并且所有引用到被移动的对象的变量都要修改引用的地址值。

优点：

• 解决了标记-清除算法和复制算法的缺点。

缺点：

• 效率上标记-压缩算法不如复制算法。
• 移动对象的同时，如果被其他对象引用，则还需要修改引用地址。
• 移动的过程中需要停止用户线程（STW）。

4.垃圾清除阶段算法小节

上述回收算法各有优缺点，需要根据不同的场景选用不同的算法。因此出现了分代收集算法。

5.分代收集算法

概述：

不同对象的生命周期不同，所以根据不同的生命周期可以采用不同的收集算法。Java堆分为老年代和新生代，这样就可以根据各个分代的特点使用不同的回收算法，以便提高回收效率。

各个分代使用的回收算法和特点：

• 新生代：区域相对老年代较小，对象生命周期较短、存活率低，回收频繁。针对这种情况使用复制算法，速度是最快的。并且复制算法的效率和存活对象的数量有关，所以非常适合复制算法，使用两个Survivor的设计缓解复制算法内存利用率不高的问题（默认情况下只会空闲新生代中的十分之一的空间）。

• 老年代：区域比较大，对象生命周期较长、存活率高，回收频率不高。针对这种存在大量存活对象的空间，复制算法明显不合适。一般使用标记-清除算法或者标记-清除和标记-压缩算法的混合实现。目前Hotspot虚拟机采用的CMS回收器，基于这两种算法实现的。

  • 标记（Mark）阶段的开销是和存活对象成正比的。（存活的对象多遍历的时间越长）
  • 清除（Sweep）阶段的开销是与所管理区域的大小成正比的。（线性遍历）
  • 压缩（Compact）阶段的开销与存活对象的数据成正比。（存活对象越多需要整理的也越多）