垃圾回收常见算法
1、引用计数法
1.1 原理

        假设有一个对象A，任何对象对A进行引用，那么对象A的引用计数器+1，当引用失效时，对象A的引用计数器-1，当对象A的引用计数器为0时，就说明对象A没用被引用，那么就可以进行回收。

1.2 优缺点

优点：

• 实时性高，不需要等到内存不足时，才开始回收，运行时判断对象计数器是否为0，进行回收。
• 在垃圾回收过程中应用无需挂起，如果申请内存时，内存不足，则立即报outofmember 错误。
• 区域性，更新对象计数器时，只会印象到该对象，不会扫描全部对象。
  
  

缺点

• 每次对象都被引用，都需要去更新对象计数器，会增加时间开销。
• 浪费CPU资源，因为内存足够是，对象计数器任然在运行进行统计。
• 无法解决循环引用问题（最大缺点）
  
  

循环引用如：对象A维护了一个成员属性，类型是对象B，对象B中维护了一个成员属性，类型是对象A，然后分别给这两个成员属性赋值，在将对象A赋值为null，将对象B赋值为null，这样对象A和对象B就都是null，但是a和b存在引用关系，这样a和b永远不会被回收。

2、标记清除法

标记清除算法，是将垃圾回收分为两个阶段，分别是标记和清楚

• 标记：从跟节点开始标记引用的对象
• 清除：未被标记引用的对象就是垃圾对象，可以被清理
  
  

2.1、原理

这张图代表的是程序运行期间所有对象的状态，它们的标志位全部是0（也就是未标记，以下默认0就是未标记，1为已标记），假设这会儿有效内存空间耗尽了，JVM将会停止应用程序的运行并开启GC线程，然后开始进行标记工作，按照根搜索算法，标记完以后，对象的状态如下图。

可以看到，按照根搜索算法，所有从root对象可达的对象就被标记为了存活的对象，此

时已经完成了第一阶段标记。接下来，就要执行第二阶段清除了，那么清除完以后，剩下的对象以及对象的状态如下图所示。

可以看到，没有被标记的对象将会回收清除掉，而被标记的对象将会留下，并且会将标

记位重新归0。接下来就不用说了，唤醒停止的程序线程，让程序继续运行即可。

2.2、优缺点

可以看出标记清除法解决了，引用计数法的循环引用问题，没有从root节点引用的对象都会被回收。

缺点：

• 效率较低，标记和清除两个动作都需要遍历所有对象，并且在GC时，都需要暂停应用程序，对于交互性比较要求比较高的应用而言这种体验非常差
• 通过标记清除法清理出来的内存碎片化较为严重，因为被清理的对象存在于内存的各个角落，所以清理出来的内存不是连贯的。
  
  

3、标记压缩算法

标记压缩算法是在标记清除法的基础上进行了优化，标记阶段是一样的，在清理阶段不是直接清理标记对象，而是将存活对象压缩到内存的一端，然后清理边界以外的垃圾，从而解决碎片化问题。

3.1、原理

3.2、优缺点

解决了标记清除法碎片化问题，同时多了压缩这一步，对象移动内存位置的步骤，其效率有一定的影响。

4、复制算法

复制算法的核心就是，将原有的内存空间一分为二，每次只使用其中一块，在垃圾回收时将正在使用的对象复制到另外一个内存空间中，然后将该内存空间清空，交换两个内存角色完成垃圾回收。

如果内存中的垃圾对象较多，需要复制的对象少，这种情况下使用这个算法比较合适效率较高，反之，不合适。

4.1、JVM中年轻带内存空间

• 在GC开始的时候，对象只会存在于Eden区和名为“From”的Survivor区，Survivor区“To”是空的。
• 紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到“To”，而在“From”区中，仍存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向。年龄达到一定值(年龄阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设置)的对象会被移动到年老代中，没有达到阈值的对象会被复制到“To”区域。
• 经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空。这个时候，“From”和“To”会交换他们的角色，也就是新的“To”就是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前的“To”。不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。
• GC会一直重复这样的过程，直到“To”区被填满，“To”区被填满之后，会将所有对象移动到年老代中。
  
  

4.2、优缺点

优点：

• 在垃圾对象多的情况下，效率较高
• 清理后内存无碎片
  
  

缺点：

• 在垃圾对象少的情况下，不适用，如：老年代内存
• 内存空间一分为二，只使用其中一个，内存使用率低
  
  

5、分代算法

前面介绍了多种回收算法，每一种算法都有自己的优点也有缺点，谁都不能替代谁，所以根据垃圾回收对象的特点进行选择，才是明智的选择。分代算法其实就是这样的，根据回收对象的特点进行选择，在jvm中，年轻代适合使用复制算法，老年代适合使用标记清除或标记压缩算法

                               垃圾回收常见算法
1、引用计数法
1.1 原理

        假设有一个对象A，任何对象对A进行引用，那么对象A的引用计数器+1，当引用失效时，对象A的引用计数器-1，当对象A的引用计数器为0时，就说明对象A没用被引用，那么就可以进行回收。

1.2 优缺点

优点：

• 实时性高，不需要等到内存不足时，才开始回收，运行时判断对象计数器是否为0，进行回收。
• 在垃圾回收过程中应用无需挂起，如果申请内存时，内存不足，则立即报outofmember 错误。
• 区域性，更新对象计数器时，只会印象到该对象，不会扫描全部对象。
  
  

缺点

• 每次对象都被引用，都需要去更新对象计数器，会增加时间开销。
• 浪费CPU资源，因为内存足够是，对象计数器任然在运行进行统计。
• 无法解决循环引用问题（最大缺点）
  
  

循环引用如：对象A维护了一个成员属性，类型是对象B，对象B中维护了一个成员属性，类型是对象A，然后分别给这两个成员属性赋值，在将对象A赋值为null，将对象B赋值为null，这样对象A和对象B就都是null，但是a和b存在引用关系，这样a和b永远不会被回收。

2、标记清除法

标记清除算法，是将垃圾回收分为两个阶段，分别是标记和清楚

• 标记：从跟节点开始标记引用的对象
• 清除：未被标记引用的对象就是垃圾对象，可以被清理
  
  

2.1、原理

这张图代表的是程序运行期间所有对象的状态，它们的标志位全部是0（也就是未标记，以下默认0就是未标记，1为已标记），假设这会儿有效内存空间耗尽了，JVM将会停止应用程序的运行并开启GC线程，然后开始进行标记工作，按照根搜索算法，标记完以后，对象的状态如下图。

可以看到，按照根搜索算法，所有从root对象可达的对象就被标记为了存活的对象，此

时已经完成了第一阶段标记。接下来，就要执行第二阶段清除了，那么清除完以后，剩下的对象以及对象的状态如下图所示。

可以看到，没有被标记的对象将会回收清除掉，而被标记的对象将会留下，并且会将标

记位重新归0。接下来就不用说了，唤醒停止的程序线程，让程序继续运行即可。

2.2、优缺点

可以看出标记清除法解决了，引用计数法的循环引用问题，没有从root节点引用的对象都会被回收。

缺点：

• 效率较低，标记和清除两个动作都需要遍历所有对象，并且在GC时，都需要暂停应用程序，对于交互性比较要求比较高的应用而言这种体验非常差
• 通过标记清除法清理出来的内存碎片化较为严重，因为被清理的对象存在于内存的各个角落，所以清理出来的内存不是连贯的。
  
  

3、标记压缩算法

标记压缩算法是在标记清除法的基础上进行了优化，标记阶段是一样的，在清理阶段不是直接清理标记对象，而是将存活对象压缩到内存的一端，然后清理边界以外的垃圾，从而解决碎片化问题。

3.1、原理

3.2、优缺点

解决了标记清除法碎片化问题，同时多了压缩这一步，对象移动内存位置的步骤，其效率有一定的影响。

4、复制算法

复制算法的核心就是，将原有的内存空间一分为二，每次只使用其中一块，在垃圾回收时将正在使用的对象复制到另外一个内存空间中，然后将该内存空间清空，交换两个内存角色完成垃圾回收。

如果内存中的垃圾对象较多，需要复制的对象少，这种情况下使用这个算法比较合适效率较高，反之，不合适。

4.1、JVM中年轻带内存空间

• 在GC开始的时候，对象只会存在于Eden区和名为“From”的Survivor区，Survivor区“To”是空的。
• 紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到“To”，而在“From”区中，仍存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向。年龄达到一定值(年龄阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设置)的对象会被移动到年老代中，没有达到阈值的对象会被复制到“To”区域。
• 经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空。这个时候，“From”和“To”会交换他们的角色，也就是新的“To”就是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前的“To”。不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。
• GC会一直重复这样的过程，直到“To”区被填满，“To”区被填满之后，会将所有对象移动到年老代中。
  
  

4.2、优缺点

优点：

• 在垃圾对象多的情况下，效率较高
• 清理后内存无碎片
  
  

缺点：

• 在垃圾对象少的情况下，不适用，如：老年代内存
• 内存空间一分为二，只使用其中一个，内存使用率低
  
  

5、分代算法

前面介绍了多种回收算法，每一种算法都有自己的优点也有缺点，谁都不能替代谁，所以根据垃圾回收对象的特点进行选择，才是明智的选择。分代算法其实就是这样的，根据回收对象的特点进行选择，在jvm中，年轻代适合使用复制算法，老年代适合使用标记清除或标记压缩算法