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Java垃圾回收之标记清除算法详解

程序员文章站 2024-02-28 15:13:52
java垃圾回收算法之-引用计数器,这个算法其中一个优点便是,实时性,只要对象的引用计数器的值为0,则立刻回收。接下来介绍的标记清除算法,当对象的引用计数器的值为0时,不会...

java垃圾回收算法之-引用计数器,这个算法其中一个优点便是,实时性,只要对象的引用计数器的值为0,则立刻回收。接下来介绍的标记清除算法,当对象的引用计数器的值为0时,不会立刻被回收的。

概念介绍

root对象

在标记清除算法中,会把如下对象称之为root对象

  1. 被栈中的变量(栈中存的是对象的引用)所引用的对象
  2. 被static变量引用的对象

可访问的对象

如果栈中有一个变量a引用了一个对象,那么该对象是可访问的,如果该对象中的某一个字段引用了另一个对象b,那么b也是可访问的。可访问的对象也称之为live对象

标记清除算法介绍

该算法有两个阶段。

1. 标记阶段:找到所有可访问的对象,做个标记
2. 清除阶段:遍历堆,把未被标记的对象回收

备注:

  • 该算法一般应用于老年代,因为老年代的对象生命周期比较长。

标记阶段算法

伪代码类似如下:

for each root variable r
  mark (r);
sweep ();

为了能够区分对象是live的,可以为每个对象添加一个marked字段,该字段在对象创建的时候,默认值是false

假设有一个对象p,p对象还间接的引用了其他对象,那么可以使用一个递归算法去进行标记,例如:

void mark(object p)
  if (!p.marked)
    p.marked = true;
    for each object q referenced by p
      mark (q);

这个mark方法只有当所有对象已经被mark后才会退出。

清除阶段算法

在这个阶段,需要去遍历堆中所有对象,并找出未被mark的对象,进行回收。与此同时,那些被mark过的对象的marked字段的值会被重新设置为false,以便下次的垃圾回收。

伪代码如下:

void sweep ()
  for each object p in the heap
    if (p.marked)
      p.marked = false
    else
      heap.release (p);

下面用一张图来表示标记清除算法的整个过程。

Java垃圾回收之标记清除算法详解

标记清除算法的优点和缺点

1. 优点
- 是可以解决循环引用的问题
- 必要时才回收(内存不足时)

2. 缺点:
- 回收时,应用需要挂起,也就是stop the world。
- 标记和清除的效率不高,尤其是要扫描的对象比较多的时候
- 会造成内存碎片(会导致明明有内存空间,但是由于不连续,申请稍微大一些的对象无法做到),如下图:

Java垃圾回收之标记清除算法详解

解决循环引用

出现循环引用的代码如下:

class testa{
 public testb b;
}
class testb{
 public testa a;
}
public class main{
  public static void main(string[] args){
    a a = new a();
    b b = new b();
    a.b=b;
    b.a=a;
    a = null;
    b = null;
  }
}

对应的图如下:

Java垃圾回收之标记清除算法详解

这个时候,当a = null; b = null;的时候,图像变成如下:

Java垃圾回收之标记清除算法详解

那么使用标记清除算法是可以回收a和b的,原因是标记清除算法是从栈中根对象开始的,改算法走完后,a对象和b对象是没有被标记的,会被直接回收。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,谢谢大家对的支持。如果你想了解更多相关内容请查看下面相关链接