垃圾检测及回收算法与JVM内存分配机制

2024-02-06 06:15:02

垃圾检测算法

Java语言中引入了垃圾收集器，它可以自动释放掉那些不再被程序使用的内存，避免了程序员手动管理内存的烦恼。垃圾收集器的工作分为两个部分：垃圾检测和垃圾回收。

引用计数法是比较直观的一种垃圾检测算法。该算法通过在每个对象中维护一个引用计数器，来跟踪对该对象的引用数量。当某个对象没有被引用时，引用计数器为0，垃圾收集器会认为该对象是可回收的，并将其从内存中删除。

引用计数法虽然简单易懂，但存在一些缺点。其中一个缺点是引用计数法无法处理循环引用。循环引用是指两个或多个对象相互引用，导致无法判断哪个对象可以被回收。此外，引用计数法还存在性能问题，因为需要维护引用计数器，并频繁对引用计数器进行更新，增加系统开销。

Java虚拟机使用根可达性分析算法来检测垃圾对象。根可达性分析算法从根对象开始遍历对象图，如果某个对象无法通过根对象到达，则认为该对象是可回收的。

Java虚拟机中的根对象包括：

垃圾收集器会从根对象开始遍历对象图，并使用标记-清除算法或标记-整理算法来回收垃圾对象。

Java虚拟机内存分配与回收机制

Java虚拟机内存分配与回收机制主要分为两个部分：内存分配器和垃圾收集器。

内存分配器负责为对象分配内存空间。Java虚拟机内存分配器使用分代回收算法，将堆内存划分为不同的代（Generation），根据对象的存活时间将其分配到不同的代中。

当新生代中的对象存活时间达到一定的阈值时，内存分配器会将这些对象晋升到老年代。当老年代中的对象无法再容纳新的对象时，垃圾收集器会对老年代中的对象进行回收。

垃圾收集器负责回收垃圾对象。Java虚拟机提供了多种垃圾收集器，包括：

Serial GC： Serial GC是一种单线程垃圾收集器，它会在一个线程中回收垃圾对象。Serial GC适用于内存较小的系统。
Parallel GC： Parallel GC是一种多线程垃圾收集器，它会在多个线程中回收垃圾对象。Parallel GC适用于内存较大的系统。
Concurrent Mark Sweep GC： Concurrent Mark Sweep GC是一种并发垃圾收集器，它可以在应用程序运行的同时回收垃圾对象。Concurrent Mark Sweep GC适用于对性能要求较高的系统。
G1 GC： G1 GC是一种分代垃圾收集器，它将堆内存划分为多个区域，并使用并行的方式回收这些区域中的垃圾对象。G1 GC适用于内存非常大的系统。