Java 面试之简说垃圾回收器的几种算法

前言

Java 之所以相对开发效率较高，主要一个原因是 Java 不用手动回收内存，而是统一交给垃圾回收器（GC）统一处理，开发人员不用为何时回收内存而烦恼，从而讲更多的精力放在核心代码的编写上。接下来，我们就来说说垃圾回收常见的几种算法。

1.引用计数法

顾名思义，它是一种对引用对象进行计数的算法。每当有一个地方引用某个对象，则在该对象的引用计数上 +1，若引用失效了，则做 -1 操作，当一个对象的引用计数为 0 的时候，则表明这个对象可以被会回收了。

这种算法虽然简单且高效，但是无法解决循环引用的问题，所以 Java 虚拟机并没有采用这种算法。这里只是做个介绍。

2.可达性分析算法

大部分主流语言其实基本都是采用这种算法，可达性算法是通过一个 GC Roots 的对象向下搜索，整个搜索路径被称为一个引用链，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链的时候，则认为这个对象可以被回收。

如上图所示，Object 1, 2, 3, 4 这种情况被视为正存活的对象，而 Object 5, 6, 7 则视为可回收对象。

上面说的 GC Roots 对象有以下两种：

1.方法区中静态变量所引用的对象。
2.虚拟机栈中所引用的对象。

标记清除算法

标记清除算法分为两个步骤，分别是标记和清除两步。此算法首先要做的是将需要被回收的对象标记起来，然后统一清除。但是它存在两个问题：

1.标记和清除的效率都不是很高。
2.清除过后容易出现内存空间不连续，当有对象需要被分配，而内存中又刚没有一块连续内存空间时，会再次触发 GC.

标记整理算法

它同样分为两个步骤，分别是标记和整理，唯一和标记清除算法不同的是，最后一步是整理内存，而不是清除内存。此算法被应用在老年代（对象存活时间长）中，被标记的对象在被整理的时候，会被移动到一端，然后再将边界之外的内存回收回来。

复制算法

复制算法被应用在新生代中，它将内存划分为两块大小相同的区域，每次使用时，只使用其中一块区域，当进行垃圾回收时，会将存活的对象全部复制到未使用的区域，然后再将之前的区域一次性全部回收回来。

复制算法，简单高效，而且不会存在标记清除算法中存在的内存碎片的问题。唯一的缺点就是内存空间有点浪费。

新生代中分为一个 Eden 区和两个 Survivor 区。通常两个区域的比例是 8:1:1 ，使用时会用到 Eden 区和其中一个 Survivor 区。当发生回收时则会将还存活的对象从 Eden ，Survivor（from） 区拷贝到另一个 Survivor (to) 区，当该区域内存也不足时则会使用分配担保利用老年代来存放内存。