引用计数算法
假设有一个对象A,任何一个对象对A的引用,那么对象A的引用计数器+1,当引用消失时,对象A的引用计数器就-1,如果对象A的计数器的值为0,就说明对象A没有引用了,可以被回收。
优点:
- 实时性较高,无需等到内存不够的时候,才开始回收,运行时根据对象的计数器是否为0,就可以直接回收。
- 在垃圾回收过程中,应用无需挂起。如果申请内存时,内存不足,则立刻报outofmember 错误。
- 区域性,更新对象的计数器时,只是影响到该对象,不会扫描全部对象。
缺点:
- 每次对象被引用时,都需要去更新计数器,有一点时间开销。
- 浪费CPU资源,即使内存够用,仍然在运行时进行计数器的统计。
- 无法解决循环引用问题。(最大的缺点)
复制算法(适合新生代)
当Eden空间将要满的时候第一次触发YGC,将还有引用的对象复制到from区同时每个对象的年龄将会+1,等到了默认值15岁的时候就会被移入到old区,此时to区还是空的,同时清空Eden区,接下来再进行YGC的时候会将Eden区和from区还存活着的对象移入到to区,同时清空Eden区和from区,然后将form区和to进行交互,谁是空的谁变为to区。如果内存中的垃圾对象较多,需要复制的对象就较少,这种情况下适合使用该方式并且效率比较高,反之,则不适合。
据统计,新生代的对象朝生夕死,90%以上的对象都无法活过eden区。
优点:
- 在垃圾对象多的情况下,效率较高
- 清理后,内存无碎片
缺点:
- 在垃圾对象少的情况下,不适用,如:老年代内存
- 分配的2块幸存内存空间,在同一个时刻,只能使用一半,内存使用率较低
-XX:PretenureSizeThreshold (默认值为0)的意思是超过这个值的时候,对象直接在old区分配内存
-XX:MaxTenuringThreshold (默认值为15) 年龄阈值 ,每个对象的前面都会有4个bit位的大小来存储他的年龄,最大为1111转为十进制就为15
标记清除算法(适合老年代)
标记-清除算法分为两个阶段,标记(mark)和清除(sweep)
在标记阶段,GC从根对象开始进行遍历,对从根对象可以访问到的对象都打上一个标识,一般是在对象的header中,将其记录为可达对象。
而在清除阶段,GC对堆内存(heap memory)从头到尾进行线性的遍历,如果发现某个对象没有标记为可达对象-通过读取对象的header信息,则就将其回收;如果发现某个对象有标记为可达对象,那么就清除标记位(为下一次标记做准备)。
优点:
- 解决了引用计数法中无法解决的循环引用问题
缺点:
- 效率较低,标记和清除两个动作都需要遍历所有的对象,并且在GC时,需要停止应用程序,对于交互性要求比较高的应用而言这个体验是非常差的。
- 通过标记清除算法清理出来的内存,碎片化较为严重,因为被回收的对象可能存在于内存的各个角落,所以清理出来的内存是不连贯的。
标记整理算法(适合老年代)
标记压缩算法是在标记清除算法的基础之上,做了优化改进的算法。和标记清除算法一样,也是从根节点开始,对对象的引用进行标记,在清理阶段,并不是简单的清理未标记的对象,而是将存活的对象压缩到内存的一端,然后清理边界以外的垃圾,并且清除存活对象的标记位(为下一次标记做准备),从而解决了碎片化的问题。
分代算法
因为
新生代的垃圾较多,对象存活率较低。
老年代对象存活率较高,垃圾较少。
所以
新生代适合 复制算法,因为存活的对象低,复制速度快。
老年代适合 标记清除算法+标记整理算法混合使用,当内存碎片过多时使用一次标记整理算法。
总结
内存效率(时间复杂度):复制算法 > 标记清除算法 > 标记整理算法
内存整理:复制算法 = 标记整理算法 > 标记清除算法
内存利用率:标记整理算法 = 标记清除算法 > 复制算法