Java垃圾回收之复制算法详解

什么是复制算法？

复制算法是一种垃圾回收算法，也是最简单的垃圾回收算法之一。它的主要思想是将可用内存分为大小相等的两块，每次只使用其中一块，当这一块内存使用完时，就将还存活的对象复制到另外一块上，然后将这一块全部清空，然后继续使用这一块内存。

复制算法的过程

复制算法可以划分为三个步骤：

1. 在堆内存的可用空间中分配对象，这是常规的分配内存的操作。
2. 执行垃圾回收器，将活跃的对象从当前使用的内存中复制到备用的内存空间中，并清空当前使用的内存空间。
3. 交换两块内存空间，且备用的内存空间现在变为当前使用的内存空间了。

这个过程可以表示为以下流程图：

graph LR
A(当前使用的内存)-->B(活跃对象进行复制)
B-->C(清空不使用的内存)
C-->D(交换内存空间)
D-->A

复制算法的优缺点

优点

• 实现简单，容易编写和调试，运行高效，因此不会占用太多时间。
• 没有外部碎片问题。因为整个堆内存的空间可用性是始终能够保持的。
• 算法简单，适用于存储高比例的活动对象。

缺点

• 系统的可用内存减少了。在使用复制算法的情况下，可用内存将减半；其中一半被浪费了。
• 对象分配慢。由于另外一个区域不是永久性的，部分内存不可用了，内存回收时间增加了。

示例说明

以下是一个示例说明：假设我们有一个 8M 的堆空间，其中 3M 已经被占用。我们要在这个堆上新分配一个 2M 的对象。在使用复制算法时，我们需要在剩余的 5M 空间中寻找足够大的空间进行分配。我们将第一个半区域标记为 A 区。

现在我们对第一次垃圾回收进行处理。我们将活动对象 A、C 从 A 区拷贝到 B 区，然后将 A 区中的内存清空。

graph LR
A(活动对象区)-->B(备用区)

在第二次垃圾回收处理时，我们将 B 区中的所有对象拷贝到 A 区。最后我们清理 B 区并改变 A/B 区的角色。

graph LR
B(备用区)-->A(活动对象区)

在Java中使用复制算法

在Java中，新生区（Young Generation）是用复制算法进行垃圾回收的。它也被分为两部分，其中一部分为伊甸园（Eden Space），另一部分称为幸存区域（Survivor Space）。在对象的第一次创建中，它被放置在伊甸园。当堆内存再次进行垃圾回收后，存活的对象将被复制到较大的幸存者区域。

当废弃的对象太多，无法适应幸存者区域时，将所有对象传输到老年代内存区域中进行垃圾回收和清理。 因此（在大多数情况下），复制算法比标记清除算法具有更低的内存碎片表现。

以上就是关于复制算法的详细说明，希望对你有所帮助。