也談談Java的垃圾收集(garbage collection)

垃圾收集是Java語言非常顯著的特點，不像C語言那樣，老是要考慮什麼數位越界什麼的。什麼是垃圾(garbage)呢?“An object is considered garbage when it can no longer be reached from any pointer in the running program.”首先要瞭解一下記憶體的分配：

• 靜態分配（ Static Allocation ）：靜態變數和全域變數的分配形式。
• 自動分配（ Automatic Allocation ）：存放基本類型的資料和對象的引用，但對象本身不存放在棧中，而是存放在堆中。在棧中為局部變數分配記憶體的方法。棧中的記憶體可以隨著代碼塊退出時的出棧操作被自動釋放。
• 動態分配（ Dynamic Allocation ）：在堆中動態分配記憶體空間，存放用new產生的資料。

所以垃圾收集針對的是堆裡面的對象。那首先想到的最簡單的演算法就是引用計數 (Reference Counting)，對每個對象儲存一個引用計數，如果計數為零，那就可以刪除了。但是缺點是，新的對象產生，就需要更新相關的計數；更重要的是無法刪除循環參考（比如兩個對象彼此引用）。

其它的方法都涉及到一個概念root set，簡單的講就是棧裡面的對象引用和堆裡面的對象的集合。從這些對象開始就可以一級一級的trace到所有live的對象了。"Any object referred to by a root is reachable and is therefore a live object. Additionally, any objects referred to by a live object are also reachable. "【3】基於這個的演算法有：

• 標記－清除(Mark-Sweep)演算法：首先標記出live的對象，那些沒有被標記的就可以被收集了。
• 複製(Copying)演算法：將記憶體分成兩部分，收集的時候，live的對象從一部分被移動到另一個部分，如此往複。
• 分代收集(Generational Collecting)演算法：這個也是Java使用的演算法，基於統計結果並綜合了前面演算法優點。

Java的垃圾收集

首先是一個觀察：infant mortality。大意就是很多個物件的存留時間很短，很少的對象會存活很久。因此堆被分成了幾部分，分別存放不同壽命的對象。

 

註：引用自參考【4】

新對象先放到Young裡面，這裡面的對象會經常被收集，如果還存活下來就放到survivor裡面，還能存活下來就放到Tenured裡面。當年輕對象空間快慢了，開始minor collection。當tenured generation需要收集的時候，叫major collection。這個的頻率要低同時也更慢。

 

參考：

【1】http://developer.51cto.com/art/201009/225071.htm

【2】http://blog.csdn.net/javafuns/archive/2007/09/04/1771535.aspx

【3】http://www.artima.com/insidejvm/ed2/gcP.html

【4】http://www.oracle.com/technetwork/java/gc-tuning-5-138395.html