垃圾收集算法(四种,要说的很清楚,优点,问题,用途,如何实现)
(1)标记-清除算法 (老年代):它分为标记和清除两个阶段,首先标记出所有需要回收的对象,标记完成后统一回收被标记的对象。
优点: 不需要移动对象,只需要对不存活的对象进行处理,在存活对象比较多的情况下极为高效。缺点: 标记和清除的效率都不高,而且标记清除后会产生大量不连续的内存碎片,空间碎片太多会导致需要分配较大对象时,无法找到足够的连续内存,于是会再一次触发垃圾回收,影响性能。用途: 适用于存活对象较多的情况,一般应用于老年代,因为老年代对象的生命周期比较长。
(2)复制算法 (新生代):它将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块,当这一块的内存用完后,就将还存活的对象复制到另一块上,然后再把已使用过的那块内存清理掉。也就是每次都是对半个内存区域进行回收。
优点: 不会产生内存碎片,实现简单,运行高效。缺点: 将内存缩小为原来的一半,成本较高,而且当对象存活率较高时就要进行较多的复制操作,效率就会变低。可以采用复制算法来回收新生代,因为新生代中的对象大多都是朝生夕死的,所以并不需要按照1:1的比例来划分内存空间,而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间,每次使用Eden空间和其中一块Survivor空间。回收时,将Eden和Survivor中还存活的对象复制到另一块Survivor空间上,然后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间里的对象。大小比例一般是8:1:1,每次只浪费10%的Survivor空间。这里会产生一个问题,就是如果回收时多余10%的对象存活,会导致Survivor空间不够用,可以通过分配担保机制,将多出来的对象放进老年代的空间存储。用途: 适用于存活对象不多的情况,一般应用于新生代,因为新生代中的对象朝生夕死,存活对象的数量不多,这样使用复制算法效率会比较高。
(3)标记-整理算法 (老年代):它也是先标记出所有需要回收的对象,然后让所有存活的对象都向一端移动,接着直接清理掉端边界以外的内存。
优点: 解决了标记清除算法的内存碎片问题。缺点: 在标记清除算法的基础上进行了对象的移动,并更新对应的指针,所以成本变高。用途: 主要是针对老年代进行回收。
(4)分代收集算法:根据对象存活周期的不同将内存分为新生代和老年代,然后根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中,每次垃圾收集时都发现有大批对象死去,只有少量存活,于是选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保,所以选用标记清除或标记整理算法进行回收。