压缩算法是将标记清除算法与复制算法相结合的产物。
1、什么是标记压缩算法
标记压缩算法是由标记阶段和压缩阶段构成。
首先,这里的标记阶段和标记清除算法时提到的标记阶段完全一样。
接下来我们要搜索数次堆来进行压缩。压缩阶段通过数次搜索堆来重新填充活动对象。因压缩而产生的优点我们在介绍复制算法的时候已经说过了。不过他和复制算法不同的是,不用牺牲半个堆。
2、Lisp2算法
2.1 Lisp2算法中的对象
2.2 执行过程
compaction_phase(){
set_forwarding_ptr() // 设定forwarding指针
adjust_ptr() //更新指针
move_obj() // 移动对象
}
设定forwarding指针:
set_forwarding_ptr(){
scan = new_address = $heap_start
while(scan < $heap_start)
if(scan.mark == true)
scan.forwarding = new_address
new_address += scan.size
scan += scan.size;
}
//scan是用来搜索堆中的对象的指针,new_address是指向目标地点的指针。
更新指针:
adjust_ptr(){
//重写根的指针
for(r : $roots)
*r = (*r).forwarding
scan = $heap_start
//重写所有活动的指针
while(scan < $heap_end)
if(scan.mark == true)
for(child : children(scan))
*child = (*child).forwarding
scan += scan.size;
}
移动对象:
move_obj(){
scan = $free = $heap_start
while(scan < $heap_end)
if(scan.mark == true)
new_address = scan.forwarding
copy_data(new_address,scan,scan.size)
new_address.forwarding = NULL
new_address.mark = false
$free += new_address.size
scan += scan.size;
}
//本算法不会改变对象的排列顺序,只是把对象顺序从堆各处向左移动到堆的开头。因此这就保证了目标堆中已经没有活动对象了。
2.3 优缺点
优点:可有效利用堆
缺点:压缩花费计算成本。必领对整个堆进行了次搜素。也就是说,执行该算法所花费的时间是和堆大小成正比的。GC标记一压缩算法的吞吐量要劣于其他算法。
3、Two-Finger算法
3.1 前提
Two-Finger算法有着很大的限制条件,那就是必须把所有对象整理成大小一致。
3.2 执行过程
移动对象:这其中用了&free和live这两个指针,从两端向正中间搜索堆
move_obj (){
§free = $heap_start
live = $heap_end - OBJ_SIZE
while (true)
while ($free.mark == true)
$free †= OBJ_ SIZE
while (live.mark == false)
live -= OBJ_SIZE
if ($free < live)
copy_data ($free, live, OBJ_SIZE)
live.forwarding = $free
live.mark = false
else
break
}
更新指针:寻找移动前对象的指针,把他更新,使其指向移动后的对象
adjust_ptr () {
for (r : $roots)
if(*r >= $free)
*r = (*r). forwarding
scan = $heap_start
while (scan < $free)
scan.mark = FALSE
for (child: children(scan))
if (*child >= $free)
*child = (*child) .forwarding
scan += OBJ_ SIZE
}
3.3 优缺点
优点:Lisp2 算法要事先确保每个对象都留有 1个字用于forwarding 指针,这就压迫了堆。然而因为 Two-Finger 算法能把 forwarding 指针设置在移动前的对象的域里,所以不需要领外的内存空间以用于 forwarding 指针,因此在内存的使用效率上,该算法要比 Lisp2 算法的使用效率高。
此外,在Two-Finger 算法中,压缩所带来的搜素次数只有2次,比Lisp2算法少1次,在吞吐量方面占优势。
缺点:就像我们在介绍 GC 复制算法时所说的那样,将具有引1用关系的对象安排在堆中较近的位置,就能够通过缓存来提高访问速度。不过 Two-Finger 算法则不考虑对象间的引用关系,一律对其进行压缩,结果就导致对象的顺序在压缩前后产生了巨大的变化。因此,我们基本上也无法期待这个算法能沾缓存的光。
此外该算法还有一个限制条件,那就是所有对象的大小必须一致。因为能消除这个限制的处理系统不太多,所以这点制约了Two-Finger 算法的应用范围。