JVM垃圾回收二：算法实现------思维导图

前言

本博客为前一篇文章《JVM垃圾回收一：基本思想------思维导图》的垃圾回收算法具体设计与实现

垃圾回收算法

思维导图大纲

一. 垃圾收集算法

1. 理论(假设)基础

• 弱分代假说：绝大多数对象都是朝生夕灭的(活的很短)
• 强分代假说：熬过越多次垃圾收集过程的对象，就越难以消亡
• 跨代引用相对于同代引用来说，仅占极少数

2. 虚拟机实现

垃圾收集器应该将java堆划分出不同的区域，将对象按照其年龄分配到不同的区域来缓存"

1. 新生代(Young Generation)

对朝生夕灭的对象，虚拟机将其分派在新生代区域中。垃圾回收系统只需要关注少量的存活对象，能以较低代价回收到大量的空间

2. 老年代(Old Generation)

对于难以消亡的对象，虚拟机将其分派在老年代区域中。垃圾回收系统以较低的频率去回收此区域的对象，这样开销更低效果更好"

3. 记忆集(Remembered Set)

• 新生代上建立的一个全局的数据结构
• 记忆集把老年代划分成若干块，标出哪一块内存存在跨代引用
• 发生Minor GC时，只有在[跨代引用关系的小块内存]里的对象才会被加到GC Roots进行扫描，缩小了回收检索的范围

3. 垃圾收集

1. 部分收集(Partial GC)			
    - 新生代收集(Minor GC/Young GC)	
		 	目标只是新生代的垃圾收集	
	- 老年代收集(Major GC/Old GC)		
			目标只是老年代的垃圾收集	
			目前只有GMS收集器会有单独收集老年代的行为	
	- 混合收集(Mixed GC)		
			目标是收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集	
			目前只有G1收集器有这样的收集策略	
2. 整堆收集(Full GC)		
		对整个Java堆和方法区的垃圾收集		

4. 垃圾收集算法

1. 标记-清除(Mark-Sweep)			
		  - 首先标记需要回收对象；在标记完成后，统一回收掉标记的对象		
		  - 反过来也可以，先标记不需要回收的对象；然后清除掉没有标记的对象，完成回收		
		  - 最早也是最基础的收集算法		
	  - 缺点		
		  + 执行效率不稳定：如果堆中包含大量可回收对象，则效率降低	
		  + 内存空间存在碎片化：碎片化越来越多可能会引起一次Full GC，花费时间长	
2. 标记-复制(Mark-Copy)	
		  - 将内存按容量分为大小相等的两块，每次只用其中一块	
		  - 当这一块内存空间用完了，就把其中存活的对象复制到另一块	
		  - 复制完成后，将前一块空间全部清除掉做回收	
		  - 两块内存空间依次交替使用，来实现垃圾回收	
	  - 缺点：可用内存只有一半，空间浪费严重	(实际上，新生代中的对象有98%熬不过第一轮收集	)
		
	 - 优化的复制-标记策略  Eden+Servivor	
		  + 将新生代分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间	
		  + 每个具体的时间点，虚拟机只使用一块Eden和一块Survivor来储存对象	
		  + 垃圾回收时，将其中存活的对象复制到之前没用到的另一块Survivor中	
		  + Hotspot虚拟机的Serial、ParNew等新生代收集器都采用此策略	
		  + 老年代因为存活率高，会有大量存活对象，不适合用复制算法		
3. 标记-整理(Mark-Compact)		
				标记整理算法与标记复制很像，不同点在于：不复制，是整理
		- 让所有的对象都向内存空间一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存	
		- 存活对象过多的话，""移动""对象负重较大，此时必须全程暂停用户应用程序，会影响效果和体验
		- 不整理(移动)又会出现标记-清除的碎片化	
	+ 妥协的优化方案		
		- 让虚拟机平时多数时间采用标记-清除算法，暂时容忍碎片化存在	
		- 当碎片化多到影响对象内存分配是，再采用标记-整理算法收集一次	
		- 基于标记-清除算法的CMS收集器在碎片过多时，会采用此方法"
	+ 此算法多用在老年代