jvm垃圾回收算法详细解析

1. 垃圾回收算法的分类

垃圾回收算法可以分为两种：标记-清除算法（Mark-Sweep）和复制算法（Copying），还有它们的变体和组合。

• 标记-清除算法（Mark-Sweep）：这是垃圾回收算法中最基础的一种算法。它将内存分成两部分，一部分被程序使用，另一部分则被垃圾回收机制使用。垃圾回收机制会遍历程序使用的内存空间，标记出未被使用的内存，然后将其清除。它的优点是可以处理非连续的内存分配和回收，缺点是容易产生内存碎片。

• 复制算法（Copying）：这种算法将内存分成两个区域，一半用于存储程序使用的数据，另一半则用于储存在使用过程中不再需要的数据。垃圾回收机制会遍历使用区域，将还需要的数据复制到储存区，然后清除使用区域中的数据。优点是简单高效，缺点是需要额外的空间作为储存区。

• 可达性分析算法（Reachability Analysis）：这种算法通过判断对象是否可达（即是否可以被引用）来确定是否需要清除。如果一个对象不可达，那么它肯定是垃圾数据，可以被清除。

• 垃圾回收算法的优化和实现

• 分代收集（Generational Collection）：这种算法将内存分成年轻代和老年代两部分，优先回收年轻代的垃圾数据。因为大部分数据被短暂地使用后就不再使用了，只有很少一部分数据需要被长期储存。这种算法可以有效地减少垃圾回收的压力。

• 增量收集（Incremental Collection）：这种算法将一次完整的垃圾回收分成多个小步来执行，期间允许程序继续执行，将回收开销分散到多个时间段中。这种算法可以减少垃圾回收的停顿时间，增加程序的响应性能。

• 示例说明

• 示例一：使用标记-清除算法，程序需要回收两个内存块。遍历第一个内存块，发现对象1无法被到达，标记为垃圾。遍历第二个内存块，发现对象2可以被到达，因此标记为非垃圾。然后回收被标记为垃圾的对象1，回收完成。

• 示例二：使用复制算法，程序需要回收两个内存块。将内存分成两个区域，分别为from区和to区。遍历from区，发现对象1可以被到达，于是将对象1复制到to区，并在from区上标记对象1为非垃圾。遍历第二个内存块，发现对象2无法被到达，标记为垃圾。最后清除from区中未被标记为非垃圾的对象，并将from区和to区交换。回收完成。