四大垃圾回收算法七大垃圾回收器

news2024/11/29 4:39:49

JVM的运行时内存也叫做JVM堆，从GC的角度可以将JVM分为新生代、老年代和永久代。

其中新生代默认占1/3堆内存空间，老年代默认占2/3堆内存空间，永久代占非常少的对内存空间。

新生代又分为Eden区、SurvivorFrom区和SurvivorTo区， Eden区默认占8/10新生代空间，SurvivorFrom区和SurvivorTo区默认分别占1/10新生代空间；Eden区最小占3/5新生代空间，SurvivorFrom区和SurvivorTo区分别占1/5新生代空间，如下图所示：

永久代

永久代指内存的永久保存区域，主要存放Class和Meta（元数据）的信息。Class在类加载时被放入永久。永久代和老年代、新生代不同，GC不会在程序运行期间对永久代的内存进行清理，这也导致了永久代的内存会随着加载的Class文件的增加而增加，在加载Class文件过多时会抛出Out Of Memory异常，比如Tomcat引用Jar文件过多会导致JVM内存不足而无法启动。

需要注意的是，在Java 8 中永久代已经被元数据区（也叫做元空间）取代。元数据区的作用和永久代类似，二者最大的区别在于：元数据区并没有使用虚拟机内存，而是直接使用操作系统的本地内存。因此，元空间的大小不受JVM内存的限制，之和操作系统的内存有关。

在Java 8 中，JVM将类的元数据放入本地内存（Native Memory）中，将常量池和类的静态变量放入Java堆中，这样JVM能够加载多少元数据信息就不再由JVM的最大可用内存（MaxPermSize）空间决定，而由操作系统的实际可用的内存空间决定。

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_45886144/article/details/124083079

一、四大垃圾回收算法

1、引用计数器算法

原理其实很简单，给运行的对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器+1；当引用失效时，计数器就-1，任何时刻计数器为0的对象，就视作不可能再被使用。这一种方式，实现简单，逻辑也清晰，大部分的情况下，它都可以达到很好的效果，尽管这样，计数器算法还是存在但是的，但是它无法解决循环引用的场景，这也是主流Java虚拟机没有选用这一算法的原因。

2、复制算法（Copying）

为了解决标记清除算法的效率问题，有人提出了复制算法。它将可用内存一分为二，每次只用一块，当这一块内存不够用时，便触发 GC，将当前存活对象复制(Copy)到另一块上，以此往复。这种算法高效的原因在于分配内存时只需要将指针后移，不需要维护链表等。但它最大的问题是对内存的浪费，使用率只有 50%。

但这种算法在一种情况下会很高效：Java 对象的存活时间极短。据 IBM 研究，Java 对象高达 98% 是朝生夕死的，这也意味着每次 GC 可以回收大部分的内存，需要复制的数据量也很小，这样它的执行效率就会很高。

优点：没有标记和清除的过程，效率高；没有内存碎片，可以利用bump-the-pointer实现快速内存分配。

缺点：需要双倍空间。

3、标记清除算法（Mark Sweep）

该算法很简单，使用通过可达性分析方法标记出垃圾，然后直接回收掉垃圾区域。简单粗暴，即标记删除的对象，对其进行内存回收；它的一个显著问题是一段时间后，内存会出现大量碎片，导致虽然碎片总和很大，但无法满足一个大对象的内存申请，从而导致 OOM，而过多的内存碎片（需要类似链表的数据结构维护），也会导致标记和清除的操作成本高，效率低下。

缺点：两次扫描，耗时严重；会产生内存碎片。