老生常谈java垃圾回收算法(必看篇)

简介

Java程序在运行的过程中会产生大量的垃圾对象，这些垃圾对象占用了程序的内存空间，降低了程序的运行效率。为了避免这种情况的发生，Java虚拟机中使用了垃圾回收（GC）算法。

本篇文章为Java程序员提供一份完整攻略，帮助读者了解Java垃圾回收算法的原理、工作机制，并提供两个示例，帮助读者更好地理解Java垃圾回收算法。

垃圾回收算法概述

Java虚拟机中使用的垃圾回收算法大致可分为两类：标记清除和复制算法。

标记清除算法

标记清除算法是一种比较原始的垃圾回收算法，其主要过程包括：

1. 标记：标记所有活跃对象
2. 清除：清除所有未标记对象

在标记清除算法中，会出现内存碎片化的问题，可能导致内存分配失败。

复制算法

复制算法是一种基于空间换时间的算法，将内存分为大小相等的两个区域，分别称为 from space 和 to space。在进行垃圾回收时，将存活的对象从 from space 复制到 to space 中，未存活的对象将被清空。

复制算法保证了内存的连续性，消除了内存碎片化问题，但是需要额外的空间用于复制操作，同时复制操作也会降低程序的效率。

垃圾回收器分类

Java虚拟机中使用的垃圾回收器主要可分为 Serial、ParNew、Parallel Scavenge、Serial Old、Parallel Old、CMS、G1 等。

Serial

Serial 是一种单线程垃圾回收器，适用于小型的单核应用程序。

ParNew

ParNew 是 Serial 的多线程版本，对于多核应用程序来说，会有更好的性能表现。

Parallel Scavenge

Parallel Scavenge 是一种基于复制算法的垃圾回收器，适用于花费大量时间进行垃圾回收的大型系统。

Serial Old

Serial Old 是 Serial 的老年代版本，适用于老年代比较小的系统。

Parallel Old

Parallel Old 是 Parallel Scavenge 的老年代版本，适用于老年代占内存较大的系统。

CMS

CMS 是一种基于标记清除算法的垃圾回收器，适用于响应时间要求高的应用程序。

G1

G1 是一种基于复制算法和标记清除算法的垃圾回收器，适用于大型的内存使用量较高的系统。

示例说明

示例一：Mark Sweep GC算法

以下是一个使用 Mark Sweep GC 算法进行垃圾回收的示例代码：

public class GarbageCollector {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj1 = new Object();
        Object obj2 = new Object();
        obj1 = null;
        System.gc();
    }
}

在该示例代码中，创建了两个对象 obj1 和 obj2，并且将 obj1 设为 null。执行 System.gc() 方法时，就会启动垃圾回收器。Mark Sweep GC 算法就会标记出 obj1 和 obj2 两个对象中活跃的部分，然后清除 obj1 中未被标记的部分。

示例二：Copy GC算法

以下是一个使用 Copy GC 算法进行垃圾回收的示例代码：

public class GarbageCollector {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj1 = new Object();
        Object obj2 = new Object();
        Object obj3 = new Object();
        obj3 = obj1;
        obj1 = null;
        System.gc();
    }
}

在该示例代码中，创建了三个对象 obj1、obj2 和 obj3，将 obj3 设置为 obj1，最后将 obj1 设为 null。执行 System.gc() 方法时，就会启动垃圾回收器。Copy GC 算法会将 obj1 中活跃的部分复制到 to space 中，并清除 from space，然后将 obj3 指向复制后的对象。