垃圾回收及涉及的算法

一、什么是垃圾？

程序在运行过程中，长时间会有一些无引用且仍然存活动对象，就好多比，你有一套很大的房子，有好几个房间，自己又是个吃货，专门搞了一个房间用于存放零食。吃货每次去超市都会买一些东西回来放在零食房间，时间长了后吃货发现，已经有好多都过期了，怎么办呢？想啥呢，直接扔了吧，对于保质期内的零食来说，这些过期的就是垃级，要进行清除，把空间释放出来给下一波在路上的零食。

二、怎么找到这些垃圾？

都是从根开始进行搜寻（gcRoots）

1、引用计数法（未采用此算法）

每当对象被别的地方引用了一次，该对象计数器为+1，取消该对象的引用，该对象计数器 -1，任可时刻，如果该对象的计数器为0，该对象将被回收，比如：

public static void method() {// 1、创建一个对像放在 heap 中// 2、将对象复制给局变量 userUser user = new User();
}
public static void main(String[] args) {method();
}

弊端：
无法处理循环引用的问题；
堆内对象的每一次引用赋值和每一次引用清除，都伴随着加减操作，会带来一定的性能开销。

class A {B b;public void setB(B b) {this.b = b;}
}class B {A a;public void setA(A a) {this.a = a;}
}public void method() {A a = new A();B b = new B();a.setB(b);b.setA(a);
}

method 方法中，执行完两个set后，method方法结束，图中两条红线引用消失，留下两个对象在堆中循环引用，但此时只有他们自己在相互引用，造成内存泄漏。（）

2、标记清除算法
标记前：

创建对象过程都是要求待分配的空间是连续的，比如剩下只有两个 1M 但不连续的空间，但要创建2M的对象时，是不能成功的，因为空间不连续，所以造成内存碎片
3、复制算法
看到标记清除算法中会产生内存碎片导致内存泄露，进而产生复制算法进行补充，每次需要分配内存时，先按内存容量将内存划分为等大小的两块空间，该段时间只允许在其中一块内存上进行分配，比如A块，当A块内存被分配完后，则把A块内存上尚存活地复制到B块内存上，然后直接清理A块内存

该算法虽然解决了内存碎片的问题，但又带来了一个问题，可用内容被压缩只有原来的一半，且当存活对象很多的话，复制算法的效率会大大降低
3、标记整理（压缩）
为了解决标记清除产生的内存碎片，复制算法中的缺陷，又提出来了标记整理算法，先标记出来不清理，而是将这些存活的对象移到内存的一端，然后从端边界开始清除，也就是中间多了一个整理的步骤

标记整理算虽然解决了标记清除和复制算法所带的缺陷，但是从图中可以看出来，标记整理算法导致内存变动的更加频繁，因为需要不断的整理存活对象的引用地址，所以效率上比复制算法要差很多。
4、分代回收
分代回收严格来说不算是一种算法，是结全以上三种后的一种算法思想，针对不同情况所采用不同算法的一套组合拳，当然分代回收也是目前大部分JVM默认采用的算法，其核收思想是根据对象存活的不同生命周期将内存划分不同的域（年轻代和老年代）

4.1 新生代的特点是每次垃圾回收时都有大量垃圾需要被回收
4.2 老年代的特点是每次垃圾回收时只有少量对象需要被回收
4.3 所以分代回收算法可以根据不同区域选择不同的算法

参考资料：
Java GC回收算法-引用计数法

GC垃圾回收之标记清除、复制、标记整理和分代回收算法详解