2、java垃圾回收算法

GC收集机制一般会有几点需要注意：
1、那些内存需要回收？
2、什么时候回收？
3、如何回收？

本文不会全部讲解完整，只会介绍基础知识，包含如何判断那些内存需要回收、GC回收中常用的收集算法。

那些内存需要回收？一般有两种算法：可达性分析算法、引用计数法。
可达性分析算法：在java和C#中都是采用这种算法来实现判断对象是否存活的。它的基本思想是通过一系列称为 “ GC roots ” 的对象点作为起始节点向下搜索，搜索走过的路劲称为引用链，当一个对象到 GC roots 没有任何引用链相连，称其为不可用的，可以被回收。（下面图片我去其他地方找的）

可达性分析算法示意图

引用计数法：它的基本思想是给对象添加一个引用计数器，当有地方引用到它时就加一；当引用失效时，计数器就减一，当计数器等于0 时说明没有可引用的对象，这种方法实现简单，效率也很高，在微软COM技术，Phython语言，游戏脚本等进行了应用。但对于java对象而言这种方式很难处理对象之间的相互引用问题，如A对象和B对象有相互引用，而没有其他的任何引用，本来这种对象应该被回收 的，但由于采用引用计数法计数器不等于0，所以没法回收对象。

知道那些内存需要回收，那如何进行回收？那就要用到垃圾回收算法了，回收过程比较复杂，先聊一下回收用到的一些算法的思想：

标记 - 清除算法：
最基础的算法，后面的算法都是基于这个算法进行优化。分为两个过程进行，首先依次对需要回收的对象进行标记；标记完成后再统一清除需要回收的对象。这种方式有两个问题，一个是效率问题：标记和清除都需要耗费大量的时间，效率不高；另一个是空间问题：清除后会留下大量不连续的内存空间，碎片太多会导致需要分配大内存空间时内存不够用，导致新一轮的GC操作。

标记 - 清除算法示意图

复制算法：为了提高效率，提出了这个算法，思想是把内存分为大小相同的两块，进行内存回收时，把存活对象复制到另一块内存上去，然后统一清除第一块内存就可以了。这种算法实现简单，不用考虑内存分配时内存碎片问题，直接一半内存进行分配。代价就是内存变小了一半。
在商业虚拟机中都是采用这种方法来回收新生代，但内存分配比变成了8：1：1，而不是理论的1：1.因为新生代中对象都死的多，存活少。一般用占比为1 的第一块空闲空间，当超过时放入第二快空间，当两块空间都用完时，会将存活的对象通过分配担保机制放入老年代，但这种情况一般不会发生。

复制算法 示意图

标记 - 整理 算法：如果在内存中有大量的存活对象就不适合用复制算法了，成本高还很复杂。比如老年代，对此我们采用 标记 - 整理 算法来进行内存回收，它任然是先标记对象，然后对存活对象向一端进行移动，最后清理掉边界以外的内存。

标记 - 整理 算法 示意图

分代收集算法：这并不是一个新的收集算法，而是根据内存对象活动周期的长短不同分为新生代和老年代，新生代的对象很容易死亡，存活率低，所以一般采用复制算法进行收集；而老年代的对象存活率高，一般采用 标记 - 清除算法 或者标记 - 整理 算法进行收集。