关于内存管理，理解

垃圾收集的算法分析

　　Java语言规范没有明确地说明JVM使用哪种垃圾回收算法，但是任何一种垃圾收集算法一般要做2件基本的事情：（1）发现无用信息对象；（2）回收被无用对象占用的内存空间，使该空间可被程序再次使用。

　　大多数垃圾回收算法使用了根集(root set)这个概念；所谓根集就量正在执行的Java程序可以访问的引用变量的集合(包括局部变量、参数、类变量)，程序可以使用引用变量访问对象的属性和调用对象的方法。垃圾收集首选需要确定从根开始哪些是可达的和哪些是不可达的，从根集可达的对象都是活动对象，它们不能作为垃圾被回收，这也包括从根集间接可达的对象。而根集通过任意路径不可达的对象符合垃圾收集的条件，应该被回收。下面介绍几个常用的算法。

　　1、 引用计数法(Reference Counting Collector)

　　引用计数法是唯一没有使用根集的垃圾回收的法，该算法使用引用计数器来区分存活对象和不再使用的对象。一般来说，堆中的每个对象对应一个引用计数器。当每一次创建一个对象并赋给一个变量时，引用计数器置为1。当对象被赋给任意变量时，引用计数器每次加1当对象出了作用域后(该对象丢弃不再使用)，引用计数器减1，一旦引用计数器为0，对象就满足了垃圾收集的条件。

　　基于引用计数器的垃圾收集器运行较快，不会长时间中断程序执行，适宜地必须 实时运行的程序。但引用计数器增加了程序执行的开销，因为每次对象赋给新的变量，计数器加1，而每次现有对象出了作用域生，计数器减1。 这样的释放会存在大量的碎片，不能得到整理，整理碎片应该在积累到一定程度整理，这样负载大，相比下面，下面的方式，隔一段时间一起处理。

当可用内存数量较低时，Sun版本的垃圾回收器才会被激活

在垃圾回收器回收垃圾之前，我们先来了解一下Java分配对象的方式，Java的堆更像一个传送带，每分配一个新对象，它就往前移动一格。这意味着对象存储空间的分配速度相当快。Java的“堆指针”只是简单地移动到尚未分配的领域。也就是说，分配空间的时候，“堆指针”只管依次往前移动而不管后面的对象是否还要被释放掉。如果可用内存耗尽之前程序就退出就再好不过了，这样的话垃圾回收器压根就不会被激活。

但是由于“堆指针”只管依次往前移动，那么你肯定会想，总有一天内存会被耗尽，垃圾回收器就开始释放内存。这里有人肯定会问：怎么判断某个对象该被回收呢？答案就是当堆栈或静态存储区没有对这个对象的引用时，就表示程序（员）对这个对象没有兴趣了，它就应该被回收了。有两种方法来知道这个对象有没有被引用：第一种是遍历堆上的对象找引用；第二种是遍历堆栈或静态存储区的引用找对象。前者的实现叫做“引用计数法”，意思就是当有引用连接至对象时，引用计数加1，当引用离开作用域或被置为null时，引用计数减1，这种方法有个缺陷，如果对象之间存在循环引用，可能会出现“对象应该被回收，但引用计数却不为零”的情况。

Java采用的是后者，在这种方式下，Java虚拟机采用一种“自适应”的垃圾回收技术，如何处理找到的存活对象（也就是说不是垃圾），Java有两种方式：

一种是“停止-复制”：理论上是先暂停程序的运行（所以它不属于后台回收模式），然后将所有存活的对象从当前堆复制到另一个堆，没有被复制的全是垃圾。当对象被复制到新堆上时，它们是一个挨着一个的，所以新堆保持紧凑排列（这也是为什么分配对象的时候“堆指针”只管依次往前移动）。然后就可以按前述方法简单、直接地分配内存了。这将导致大量内存复制行为，内存分配是以较大的“块”为单位的。有了块之后，垃圾回收器就可以不往堆里拷贝对象了，直接就可以往废弃的块里拷贝对象了。

另一种是“标记-清扫”：它的思路同样是从堆栈和静态存储区出发，遍历所有的引用，进而找出所有存活的对象。每当它找到一个存活对象，就会给对象一个标记。这个过程中不会回收任何对象。只有全部标记完成时，没有标记的对象将被释放，不会发生任何复制工作，所以剩下的堆空间是不连续的，然后垃圾回收器重新整理剩余的对象，使它们是连续排列的。

当垃圾回收器第一次启动时，它执行的是“停止-复制”，因为这个时刻内存有太多的垃圾。然后Java虚拟机会进行监视，如果所有对象都很稳定，垃圾回收器的效率降低的话，就切换到“标记-清扫”方式；同样，Java虚拟机会跟踪“标记-清扫”效果，要是堆空间出现很多碎片，就会切换到“停止-复制”方式。这就是所谓的“自适应”技术。

其实仔细想一下，“停止-复制”和“标记-清扫”无非就是：“在大量的垃圾中找干净的东西和在大量干净的东西里找垃圾”。不同的环境用不同的方式，这样做完全是为了提高效率，要知道，无论哪种方式，Java都会先暂停程序的运行，所以，垃圾回收器的效率其实是很低的。Java用效率换回了C++没有的垃圾回收器和运行时的灵活，我认为这是明智的选择（虽然它只跟内存有关），随着硬件的飞速发展，我相信，开发时间要比运行效率重要得多！

　　2、tracing算法(Tracing Collector)

　　tracing算法是为了解决引用计数法的问题而提出，它使用了根集的概念。基于tracing算法的垃圾收集器从根集开始扫描，识别出哪些对象可达，哪些对象不可达，并用某种方式标记可达对象，例如对每个可达对象设置一个或多个位。在扫描识别过程中，基于tracing算法的垃圾收集也称为标记和清除(mark-and-sweep)垃圾收集器.

　　3、compacting算法(Compacting Collector)

　　为了解决堆碎片问题，基于tracing的垃圾回收吸收了Compacting算法的思想，在清除的过程中，算法将所有的对象移到堆的一端，堆的另一端就变成了一个相邻的空闲内存区，收集器会对它移动的所有对象的所有引用进行更新，使得这些引用在新的位置能识别原来 的对象。在基于Compacting算法的收集器的实现中，一般增加句柄和句柄表。
4、copying算法(Coping Collector)

　　 该算法的提出是为了克服句柄的开销和解决堆碎片的垃圾回收。它开始时把堆分成 一个对象 面和多个空闲面， 程序从对象面为对象分配空间，当对象满了，基于coping算法的垃圾 收集就从根集中扫描活动对象，并将每个 活动对象复制到空闲面(使得活动对象所占的内存之间没有空闲洞)，这样空闲面变成了对象面，原来的对象面变成了空闲面，程序会在新的对象面中分配内存。

　　 一种典型的基于coping算法的垃圾回收是stop-and-copy算法，它将堆分成对象面和空闲区域面，在对象面与空闲区域面的切换过程中，程序暂停执行。

　　 5、generation算法(Generational Collector)

　　 stop-and-copy垃圾收集器的一个缺陷是收集器必须复制所有的活动对象，这增加了程序等待时间，这是coping算法低效的原因。在程序设计中有这样的规律：多数对象存在的时间比较短，少数的存在时间比较长。因此，generation算法将堆分成两个或多个，每个子堆作为对象的一代(generation)。由于多数对象存在的时间比较短，随着程序丢弃不使用的对象，垃圾收集器将从最年轻的子堆中收集这些对象。在分代式的垃圾收集器运行后，上次运行存活下来的对象移到下一最高代的子堆中，由于老一代的子堆不会经常被回收，因而节省了时间。

　　 6、adaptive算法(Adaptive Collector)

　　 在特定的情况下，一些垃圾收集算法会优于其它算法。基于Adaptive算法的垃圾收集器就是监控当前堆的使用情况，并将选择适当算法的垃圾收集器。
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