探索Java GC算法：引用计数、标记清除与复制

本文主要介绍了Java虚拟机（JVM）中的垃圾收集（GC）算法及其不同种类。GC是Java语言中的一个重要概念，用于自动管理和回收不再使用的内存，以保持系统的内存资源有效利用。1960年代的List就已经开始使用类似的思想，但在Java中，GC主要关注堆空间和永久区的对象管理。 首先，我们来看两种基本的GC算法： 1. **引用计数法**：这是早期的垃圾回收算法之一。其原理是每个对象都有一个引用计数器，每当有对象引用它，计数器加1；当引用消失，计数器减1。当计数器为0时，认为对象不再被使用，可以被回收。然而，该算法存在两个问题：一是引用和去引用的操作频繁影响性能，二是难以处理循环引用的情况，因为一个对象可能同时被多个对象间接引用。 2. **标记清除算法**：是现代垃圾回收算法的基础，分为标记和清除两个步骤。标记阶段从根节点开始，遍历并标记所有可达的对象，未被标记的对象视为垃圾。清除阶段则清理所有未被标记的对象。标记-清除算法易于理解，但可能会导致大量的内存碎片，因为它不考虑对象的局部可达性。 接下来是针对特定场景优化的算法： 3. **标记压缩算法**：针对存活对象多的场合，如老年代，标记-压缩算法会将存活对象压缩到内存的一端，然后清除边界外的空间。这有助于减少内存碎片，提高空间利用率。 4. **复制算法**：这是一种高效回收方法，适用于对象更新频率高的新生代。复制算法将内存空间划分为两部分，每次只使用一部分。当垃圾回收时，将存活对象从正在使用的区域复制到未使用的区域，然后清理已用区域。这种算法特别适用于对象较小且更新频繁的新生代，但可能需要预留一部分空间供复制操作。 在Java中，新生代的可用内存看起来小于实际分配的大小，这是因为一部分内存被复制算法预留，以支持对象的动态移动和垃圾回收。总结来说，选择哪种GC算法取决于应用程序的特点，如对象生命周期、内存分配模式和性能需求，JVM会根据这些因素动态调整和优化垃圾回收策略。