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wzjs 2025/8/23 10:06:19

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一、判断垃圾的算法

判断对象是否为垃圾的核心是确定对象是否不再被使用。Java主要采用以下两种算法：

1. 引用计数法（Reference Counting）

原理：每个对象维护一个引用计数器，记录被引用的次数。当引用被添加时计数器加1，引用失效时减1。当计数器为0时，对象被视为垃圾。
缺点：
- 无法解决循环引用问题（例如：对象A和B互相引用，但无外部引用）。
Java未采用此算法，因为循环引用会导致内存泄漏。

2. 可达性分析算法（Reachability Analysis）

原理：从GC Roots（一组根对象）出发，遍历所有可达对象。未被遍历到的对象视为不可达，标记为垃圾。
GC Roots包括：
- 虚拟机栈（栈帧中的局部变量）中引用的对象。
- 方法区中静态变量（static）引用的对象。
- 本地方法栈（JNI）中引用的对象（Native方法）。
- Java虚拟机内部对象（如基本类型的Class对象）。
优点：解决了循环引用问题。
注意：即使对象不可达，也可能在finalize()方法中“复活”，但此方法不推荐使用。

3. 引用类型的影响

强引用（Strong Reference）：普通引用（如Object obj = new Object()），只要存在，对象不会被回收。
软引用（Soft Reference）：内存不足时被回收，适合缓存。
弱引用（Weak Reference）：下一次GC时被回收，适合临时缓存。
虚引用（Phantom Reference）：无法通过虚引用获取对象，仅用于跟踪回收状态。

二、垃圾回收算法

Java通过不同算法实现垃圾回收，核心算法如下：

1. 标记-清除（Mark-Sweep）

步骤：
1. 标记：遍历所有对象，标记存活对象。
2. 清除：回收未标记的对象。
缺点：
- 内存碎片化，影响大对象分配。
- 效率不稳定（对象越多，标记和清除越耗时）。

2. 复制算法（Copying）

步骤：将内存分为两块（如Eden和Survivor区），每次使用一块。存活对象复制到另一块，清空原块。
优点：无内存碎片，适合存活率低的新生代。
缺点：内存利用率仅50%（需预留空间）。

3. 标记-整理（Mark-Compact）

步骤：
1. 标记：同标记-清除。
2. 整理：将存活对象向内存一端移动，清除边界外的空间。
优点：避免碎片化，适合老年代。
缺点：移动对象成本较高。

4. 分代收集算法（Generational Collection）

核心思想：根据对象存活周期将堆划分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。
- 新生代（存活率低）：使用复制算法（如Eden和Survivor区）。
- 老年代（存活率高）：使用标记-清除或标记-整理算法。
触发条件：
- Minor GC：清理新生代。
- Major GC/Full GC：清理老年代，通常伴随STW（Stop-The-World）暂停。