⑥. 标记整理(压缩)算法(Mark-Compact)
- ①. 背景:
复制算法的高效性是建立在存活对象少、垃圾对象多的前提下的。这种情况在新生代经常发生,但是在老年代,更常见的情况是大部分对象都是存活对象。如果依然使用复制算法,由于存活对象较多,复制的成本也将很高。因此,基于老年代垃圾回收的特性,需要使用其他的算法。
标记一清除算法的确可以应用在老年代中,但是该算法不仅执行效率低下,而且在执行完内存回收后还会产生内存碎片,所以JVM的设计者需要在此基础之上进行改进。标记一压缩(Mark一Compact) 算法由此诞生
1970年前后,G. L. Steele 、C. J. Chene和D.S. Wise 等研究者发布标记一压缩算法。在许多现代的垃圾收集器中,人们都使用了标记一压缩算法或其改进版本。
②. 执行过程:
第一阶段和标记一清除算法一样,从根节点开始标记所有被引用对象.
第二阶段将所有的存活对象压缩到内存的一端,按顺序排放。
最后,清理边界外所有的空间。
可以看到,标记的存活对象将会被整理,按照内存地址依次排列,而未被标记的内存会被清理掉。如此一来,当我们需要给新对象分配内存时,JVM只需要持有一个内存的起始地址即可,这比维护一个空闲列表显然少了许多开销
③. 图解:
④. 指针碰撞
(如果内存空间以规整和有序的方式分布,即已用和未用的内存都各自一边,彼此之间维系着一个记录下一次分配起始点的标记指针,当为新对象分配内存时,只需要通过修改指针的偏移量将新对象分配在第一个空闲内存位置上,这种分配方式就叫做指针碰撞(Bump the Pointer))
⑤. 优缺点
优点:①. 消除了标记一清除算法当中,内存区域分散的缺点,我们需要给新对象分配内存时,JVM只需要持有一个内存的起始地址即可②. 消除了复制算法当中,内存减半的高额代价
缺点:①. 从效率.上来说,标记一整理算法要低于复制算法。②. 移动对象的同时,如果对象被其他对象引用,则还需要调整引用的地址。移动过程中,需要全程暂停用户应用程序。即:
STW
⑦. 分代收集
写在最前面:
( 分代算法是针对对象的不同特征,而使用合适的算法,这里面并没有实际上的新算法产生。与其说分代搜集算法是第五个算法,不如说它是对前三个算法的实际应用,在新生代使用复制算法eden在8分空间,survivor在两个1分,只浪费10%的空闲空间。老年代使用标记清除/标记压缩算法清除)
①. 没有最好的算法,只有更合适的算法
②. 分代算法是针对对象的不同特征,而使用合适的算法,这里面并没有实际上的新算法产生。与其说分代搜集算法是第五个算法,不如说它是对前三个算法的实际应用,在新生代使用复制算法eden在8分空间,survivor在两个1分,只浪费10%的空闲空间。老年代使用标记清除/标记压缩算法清除
③. 新生代(Young Gen)
新生代特点:区域相对老年代较小,对象生命周期短、存活率低,回收频繁。
这种情况复制算法的回收整理,速度是最快的。复制算法的效率只和当前存活对象大小有关,因此很适用于年轻代的回收。而复制算法内存利用率不高的问题,通过hotspot中的两个survivor的设计得到缓解
④. 老年代(Tenured Gen)
老年代特点:区域较大,对象生命周期长、存活率高,回收不及年轻代频繁。
这种情况存在大量存活率高的对象,复制算法明显变得不合适。一般是由标记一清除或者是标记一清除与标记一整理的混合实现。
Mark阶段的开销与存活对象的数量成正比
Sweep阶段的开销与所管理区域的大小成正相关
Compact阶段的开销与存活对象的数据成正比
