垃圾收集GC（Garbage Collection）是Java語言的核心技術(shù)之一，之前我們曾專門探討過Java 7新增的垃圾回收器G1的新特性，但在JVM的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制上看，Java的垃圾回收原理與機(jī)制并未改變。垃圾收集的目的在于清除不再使用的對象。GC通過確定對象是否被活動對象引用來確定是否收集該對象。GC首先要判斷該對象是否是時候可以收集。兩種常用的方法是引用計數(shù)和對象引用遍歷。

引用計數(shù)收集器

引用計數(shù)是垃圾收集器中的早期策略。在這種方法中，堆中每個對象（不是引用）都有一個引用計數(shù)。當(dāng)一個對象被創(chuàng)建時，且將該對象分配給一個變量，該變量計數(shù)設(shè)置為1。當(dāng)任何其它變量被賦值為這個對象的引用時，計數(shù)加1（a = b,則b引用的對象+1），但當(dāng)一個對象的某個引用超過了生命周期或者被設(shè)置為一個新值時，對象的引用計數(shù)減1。任何引用計數(shù)為0的對象可以被當(dāng)作垃圾收集。當(dāng)一個對象被垃圾收集時，它引用的任何對象計數(shù)減1。

優(yōu)點：引用計數(shù)收集器可以很快的執(zhí)行，交織在程序運(yùn)行中。對程序不被長時間打斷的實時環(huán)境比較有利。

缺點： 無法檢測出循環(huán)引用。如父對象有一個對子對象的引用，子對象反過來引用父對象。這樣，他們的引用計數(shù)永遠(yuǎn)不可能為0.

跟蹤收集器

早期的JVM使用引用計數(shù)，現(xiàn)在大多數(shù)JVM采用對象引用遍歷。對象引用遍歷從一組對象開始，沿著整個對象圖上的每條鏈接，遞歸確定可到達(dá)（reachable）的對象。如果某對象不能從這些根對象的一個（至少一個）到達(dá)，則將它作為垃圾收集。在對象遍歷階段，GC必須記住哪些對象可以到達(dá)，以便刪除不可到達(dá)的對象，這稱為標(biāo)記（marking）對象。

下一步，GC要刪除不可到達(dá)的對象。刪除時，有些GC只是簡單的掃描堆棧，刪除未標(biāo)記的未標(biāo)記的對象，并釋放它們的內(nèi)存以生成新的對象，這叫做清除（sweeping）。這種方法的問題在于內(nèi)存會分成好多小段，而它們不足以用于新的對象，但是組合起來卻很大。因此，許多GC可以重新組織內(nèi)存中的對象，并進(jìn)行壓縮（compact），形成可利用的空間。

為此，GC需要停止其他的活動活動。這種方法意味著所有與應(yīng)用程序相關(guān)的工作停止，只有GC運(yùn)行。結(jié)果，在響應(yīng)期間增減了許多混雜請求。另外，更復(fù)雜的 GC不斷增加或同時運(yùn)行以減少或者清除應(yīng)用程序的中斷。有的GC使用單線程完成這項工作，有的則采用多線程以增加效率。

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一些常用的垃圾收集器

（1）標(biāo)記－清除收集器

這種收集器首先遍歷對象圖并標(biāo)記可到達(dá)的對象，然后掃描堆棧以尋找未標(biāo)記對象并釋放它們的內(nèi)存。這種收集器一般使用單線程工作并停止其他操作。并且，由于它只是清除了那些未標(biāo)記的對象，而并沒有對標(biāo)記對象進(jìn)行壓縮，導(dǎo)致會產(chǎn)生大量內(nèi)存碎片，從而浪費(fèi)內(nèi)存。

（2）標(biāo)記－壓縮收集器

有時也叫標(biāo)記－清除－壓縮收集器，與標(biāo)記－清除收集器有相同的標(biāo)記階段。在第二階段，則把標(biāo)記對象復(fù)制到堆棧的新域中以便壓縮堆棧。這種收集器也停止其他操作。

復(fù)制收集器

這種收集器將堆棧分為兩個域，常稱為半空間。每次僅使用一半的空間，JVM生成的新對象則放在另一半空間中。GC運(yùn)行時，它把可到達(dá)對象復(fù)制到另一半空間，從而壓縮了堆棧。這種方法適用于短生存期的對象，持續(xù)復(fù)制長生存期的對象則導(dǎo)致效率降低。并且對于指定大小堆來說，需要兩倍大小的內(nèi)存，因為任何時候都只使用其中的一半。

增量收集器

增量收集器把堆棧分為多個域，每次僅從一個域收集垃圾，也可理解為把堆棧分成一小塊一小塊，每次僅對某一個塊進(jìn)行垃圾收集。這會造成較小的應(yīng)用程序中斷時間，使得用戶一般不能覺察到垃圾收集器正在工作。

分代收集器

復(fù)制收集器的缺點是：每次收集時，所有的標(biāo)記對象都要被拷貝，從而導(dǎo)致一些生命周期很長的對象被來回拷貝多次，消耗大量的時間。而分代收集器則可解決這個問題，分代收集器把堆棧分為兩個或多個域，用以存放不同壽命的對象。JVM生成的新對象一般放在其中的某個域中。過一段時間，繼續(xù)存在的對象(非短命對象)將獲得使用期并轉(zhuǎn)入更長壽命的域中。分代收集器對不同的域使用不同的算法以優(yōu)化性能。

并行收集器

并行收集器使用某種傳統(tǒng)的算法并使用多線程并行的執(zhí)行它們的工作。在多CPU機(jī)器上使用多線程技術(shù)可以顯著的提高java應(yīng)用程序的可擴(kuò)展性。

***，貼出一個非常簡單的跟蹤收集器的例圖，以便大家加深對收集器的理解：

跟蹤收集器圖例

使用垃圾收集器要注意的地方

下面將提出一些有關(guān)垃圾收集器要注意的地方，垃圾收集器知識很多，下面只列出一部分必要的知識：

（1）每個對象只能調(diào)用finalize( )方法一次。如果在finalize( )方法執(zhí)行時產(chǎn)生異常（exception），則該對象仍可以被垃圾收集器收集。

（2）垃圾收集器跟蹤每一個對象，收集那些不可觸及的對象（即該對象不再被程序引用 了），回收其占有的內(nèi)存空間。但在進(jìn)行垃圾收集的時候，垃圾收集器會調(diào)用該對象的finalize( )方法（如果有）。如果在finalize()方法中，又使得該對象被程序引用(俗稱復(fù)活了)，則該對象就變成了可觸及的對象，暫時不會被垃圾收集了。但是由于每個對象只能調(diào)用一次finalize( )方法，所以每個對象也只可能 "復(fù)活 "一次。

（3）Java語言允許程序員為任何方法添加finalize( )方法，該方法會在垃圾收集器交換回收對象之前被調(diào)用。但不要過分依賴該方法對系統(tǒng)資源進(jìn)行回收和再利用，因為該方法調(diào)用后的執(zhí)行結(jié)果是不可預(yù)知的。

（4）垃圾收集器不可以被強(qiáng)制執(zhí)行，但程序員可以通過調(diào)研System.gc方法來建議執(zhí)行垃圾收集。記住，只是建議。一般不建議自己寫System.gc，因為會加大垃圾收集工作量。

到此就介紹完了，希望本文對你有幫助。

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