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Java垃圾回收之標(biāo)記清除算法詳解

更新時(shí)間：2018年10月26日 15:43:25 作者：Sam哥哥

今天小編就為大家分享一篇關(guān)于Java垃圾回收之標(biāo)記清除算法詳解，小編覺得內(nèi)容挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在分享給大家，具有很好的參考價(jià)值，需要的朋友一起跟隨小編來看看吧

java垃圾回收算法之-引用計(jì)數(shù)器，這個(gè)算法其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)便是，實(shí)時(shí)性，只要對(duì)象的引用計(jì)數(shù)器的值為0，則立刻回收。接下來介紹的標(biāo)記清除算法，當(dāng)對(duì)象的引用計(jì)數(shù)器的值為0時(shí)，不會(huì)立刻被回收的。

概念介紹

root對(duì)象

在標(biāo)記清除算法中，會(huì)把如下對(duì)象稱之為root對(duì)象

被棧中的變量(棧中存的是對(duì)象的引用)所引用的對(duì)象
被static變量引用的對(duì)象

可訪問的對(duì)象

如果棧中有一個(gè)變量a引用了一個(gè)對(duì)象，那么該對(duì)象是可訪問的，如果該對(duì)象中的某一個(gè)字段引用了另一個(gè)對(duì)象b，那么b也是可訪問的。可訪問的對(duì)象也稱之為live對(duì)象

標(biāo)記清除算法介紹

該算法有兩個(gè)階段。

1. 標(biāo)記階段：找到所有可訪問的對(duì)象，做個(gè)標(biāo)記
2. 清除階段：遍歷堆，把未被標(biāo)記的對(duì)象回收

備注：

該算法一般應(yīng)用于老年代,因?yàn)槔夏甏膶?duì)象生命周期比較長(zhǎng)。

標(biāo)記階段算法

偽代碼類似如下：

for each root variable r
  mark (r);
sweep ();

為了能夠區(qū)分對(duì)象是live的,可以為每個(gè)對(duì)象添加一個(gè)marked字段，該字段在對(duì)象創(chuàng)建的時(shí)候，默認(rèn)值是false

假設(shè)有一個(gè)對(duì)象p，p對(duì)象還間接的引用了其他對(duì)象，那么可以使用一個(gè)遞歸算法去進(jìn)行標(biāo)記，例如：

void mark(Object p)
  if (!p.marked)
    p.marked = true;
    for each Object q referenced by p
      mark (q);

這個(gè)mark方法只有當(dāng)所有對(duì)象已經(jīng)被mark后才會(huì)退出。

清除階段算法

在這個(gè)階段，需要去遍歷堆中所有對(duì)象，并找出未被mark的對(duì)象，進(jìn)行回收。與此同時(shí)，那些被mark過的對(duì)象的marked字段的值會(huì)被重新設(shè)置為false，以便下次的垃圾回收。

偽代碼如下：

void sweep ()
  for each Object p in the heap
    if (p.marked)
      p.marked = false
    else
      heap.release (p);

下面用一張圖來表示標(biāo)記清除算法的整個(gè)過程。

標(biāo)記清除算法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

1. 優(yōu)點(diǎn)
- 是可以解決循環(huán)引用的問題
- 必要時(shí)才回收(內(nèi)存不足時(shí))

2. 缺點(diǎn)：
- 回收時(shí)，應(yīng)用需要掛起，也就是stop the world。
- 標(biāo)記和清除的效率不高，尤其是要掃描的對(duì)象比較多的時(shí)候
- 會(huì)造成內(nèi)存碎片(會(huì)導(dǎo)致明明有內(nèi)存空間,但是由于不連續(xù),申請(qǐng)稍微大一些的對(duì)象無(wú)法做到),如下圖：

解決循環(huán)引用

出現(xiàn)循環(huán)引用的代碼如下：

class TestA{
 public TestB b;
}
class TestB{
 public TestA a;
}
public class Main{
  public static void main(String[] args){
    A a = new A();
    B b = new B();
    a.b=b;
    b.a=a;
    a = null;
    b = null;
  }
}

對(duì)應(yīng)的圖如下：