标签:复制算法 有一个 除法 情况 检查 并发 资源 重要 兼容
java垃圾回收的三种算法
为什么需要垃圾回收:
在程序执行的过程中,会产生一系列的对象(占用内存的代表),这些都会存储在内存中。一部分对象在生命周期结束后,依然会占用一部分内存。这些占用内存却没有再次使用的对象,我们称之为“垃圾”,而对“垃圾”占用的内存的回收,就是垃圾回收。
内存泄漏:忘记释放一部分内存,导致那一部分内存不可用,并且占用着总的内存空间,如果这种情况一直存在着,那么就可能导致内存空间被占满,系统崩溃。
垂直指针:忘记初始化指向释放了内存的指针(指向曾经存在的对象,但是对象已经不存在了),当再次调用指针的时候,指针指向了空内存,引起bug
释放错误的内存:人为的操作难免会发生错误,如果释放了错误的内存,也会导致程序发生莫名其妙的bug
三种垃圾回收算法:
(1)标记清除法:分为两步(标记和清除)
标记阶段:遍历所有的对象,在活动的对象头打上活动的标记
清除阶段:再次遍历对象,检查对象头,对于没有活动标记的对象,将其内存空间释放;对于有活动标记的对象,去掉标记
优点:算法简单,实现简单
缺点:
碎片化:由于只是将垃圾对象清除掉,对于存活对象不做处理,所以由于存活对象分布的不连续性,会导致可用内存被分割成一块块的。如果有一个新的对象请求内存,需要去内存中寻找,哪一个空闲块(可用一个链表来维护空闲块的位置)足够满足这个对象的需求。更极端的情况,空闲的总内存大于对象请求的空间,却没有足够的连续空闲空间,来完成内存的分配
与写时复制技术不兼容:写时复制(Copy On Write)是一个很重要的思想,可以优化内存占用或者提升并发环境下的性能。顾名思义,这一技术是在有写入的时候,对内存进行复制,以达到一定的优化目的。而标记清除算法的标记过程,就是一次对内存(对象头)的写入,会不断地引起内存复制。因此标记清除算法与此技术并不互相兼容
(2)引用计数:垃圾回收关注的是对于不会再次被使用的对象的内存回收,换一种说法,对于会被垃圾回收清理的对象(内存),不会再次的被其他对象引用。那么可以为每一个对象引入一个计数器,对于任意一个对象,每有一次对这个对象的引用,就将计数器加1;结束对这个对象的引用,再将计数器减1;一旦计数器归0,则表示这个对象可以被清除。这就是引用计数法
缺点:
占用资源:因为每个对象都需要维护一个计数器,每次指针有更新都伴随着计数器的更新,一定程度上占用了计算资源
占用内存:计数器需要占用一定的内存,为了安全起见,计数器值的上限要大于所有对象的上限,这也是一笔不小的开销
实现复杂:虽然引用计数的思想简单,但是实现起来却不那么容易。各位可以思考下,如果自己编写这一算法,该如何实现?
无法解决循环计数
(3)复制算法
在复制算法中,先将内存分为两个部分,From区和To区,两部分大小相等。对象分配时,只会在From区进行分配。复制算法可以分两步,第一步为类似标记清除算法的标记,在From区中,找出所有活动的对象。区别在于第二步。复制算法会把这些活动的对象,复制到To区中,再将原有的From区全部清空,并交换两部分内存的职责,即一次GC后,原有的From区会成为To区,To区相反
效率快:相比于标记清除算法,复制算法在标记阶段,只需要标记哪些对象是活动的就可以了,相比于标记清除算法需要遍历所有的对象,性能上有提升
不会发生碎片化:同样相比于标记清除算法,由于存活下来的对象会在To区中连续的分配,因此不会像标记清除算法那样,需要维护碎片空间
分配速度快:由于不会发生碎片化,如果有一个新的对象请求内存,那么分配时可以直接追加在From区已用内存之后,分配的速度快
内存使用率低:由于复制算法把内存分成了两块,那么对于对象的可用空间来说,仅仅是其他算法的一半
自对象的递归复制:一个对象通常会关联一些自对象。在复制这些对象的时候,还需要递归的去处理它的自对象,这通常会产生一定的开销。同时,在递归调用时,存在着函数栈的消耗,潜藏着栈溢出的风险
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