[AIGC] 垃圾回收算法

垃圾回收算法

垃圾回收是一种自动化的内存管理方法。其核心目标是找出程序中不再使用的动态分配的内存块,并将其标记为可重用,以便能够进行新的内存分配。

下面我们将介绍三种主要的垃圾回收算法:标记清除算法、复制算法和标记压缩算法。

标记-清除算法(Mark-Sweep)

标记-清除算法是最基础的垃圾收集方法,主要包括两个阶段:

  • 标记阶段:该阶段通过从根对象开始,标记所有从该对象直接或间接引用的对象,将这些对象标记为"活着"。

  • 清除阶段:清除阶段会清除所有未被标记为"活着"的对象,把它们标记为"死了"或者说“垃圾”。

然而,此算法的主要问题在于,采用这种方法会导致大量的内存碎片。

复制算法(Copying)

复制算法是一种为防止内存碎片化而提出的垃圾回收算法。此算法将堆内存一分为二,每次只使用其中一个分区。实际工作时,它会检查当前堆区中所有存活的对象,并复制到另一个堆区中,然后再清除当前堆区中的所有对象。这种方法的优点是没有内存碎片,缺点是内存使用率降低了。

标记-压缩算法(Mark-Compact)

为了解决标记-清除产生的内存碎片以及复制算法的内存使用率低的问题,出现了标记-压缩算法。该算法在标记-清除算法的基础上增加压缩过程,将存活的对象压缩到内存的一端,然后直接清理边界以外的内存。

它可以避免内存碎片的问题,也不会像复制算法那样浪费一半内存,但是该方法的效率较低,因为要移动存活对象。

标记-整理算法/分代收集算法

标记-整理、分代收集等更高级的垃圾收集算法诞生了。标记-整理算法是在标记-压缩算法的基础上,对存活对象的处理更趋向于在原地清理与整理,减少了对象的移动。

分代收集是基于这样一个观察结果:“大部分的对象都会很快成为垃圾”。因此,将内存划分为几个区域,对不同生命周期的对象采取不同方式处理。

结束语

以上就是常见的垃圾回收算法的简单介绍。需要注意的是,目前工业中的Java虚拟机通常都会实现复杂的垃圾回收算法,如G1和CMS,通常会将堆内存划分为不同区域,针对每一部分采用最适合的算法。希望这个简介能帮助你更好地理解垃圾回收算法。

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