引言
Java虚拟机(JVM)的垃圾回收(GC)是Java内存管理的重要部分。正确理解不同的垃圾回收算法对于优化Java应用性能至关重要。本文将探讨JVM中常见的垃圾回收算法,分析它们的工作原理,并对比它们的优缺点。
标记-清除算法分为“标记”和“清除”两个阶段:首先标记出所有从根集合(如线程栈、静态字段等)可达的对象,然后清除未被标记的对象。
步骤1(标记):显示内存堆中的对象,用不同颜色标记可达和不可达的对象。
步骤2(清除):展示清除后的内存堆,不可达对象被移除。
简单直观。
不需要额外移动存活对象。
清除后会产生大量内存碎片。
标记和清除过程效率不高。
将内存划分为两块,每次只使用其中一块。当这一块内存用完时,程序就将所有存活的对象复制到另一块内存中,然后清除当前块的所有对象。
复制前:展示内存的两个区域,其中一个区域包含对象。
复制后:存活的对象被复制到另一块区域中,原区域被清空。
无内存碎片。
复制过程中仅处理存活的对象,适合对象存活率低的场景。
内存利用率低,只能使用一半的内存。
对象复制需要时间,影响性能。
类似于标记-清除算法,但在清除阶段不直接释放未被标记的对象,而是将所有存活的对象都向一端移动,然后清理掉边界以外的内存。
标记阶段:显示标记存活对象的过程。
整理阶段:显示所有存活对象向内存的一端移动的过程。
解决了内存碎片问题。
保持了较高的内存利用率。
移动对象需要时间,可能会暂停用户线程。
实现相对复杂。
基于对象的生命周期不同,将内存划分为几个代,如年轻代、老年代等。不同代使用不同的垃圾回收算法。
内存分代示意图:展示年轻代和老年代的内存分布。
各代的垃圾回收过程:分别展示年轻代使用复制算法,老年代使用标记-清除或标记-整理算法的过程。
提高了垃圾回收的效率和内存的利用率。
可以针对不同代的特点优化算法。
管理复杂,需要调整各代的大小和回收频率。
不同的垃圾回收算法各有优劣,通常JVM会根据具体应用的需求和特点选择合适的算法。理解这些算法的原理和特点对于优化Java应用和调试内存问题非常有帮助。