JVM垃圾回收機制的五種形式：詳細解讀與比較-java教程-PHP中文網

首頁

Java

java教程

JVM垃圾回收機制的五種形式：詳細解讀與比較

王林

Feb 23, 2024 am 09:00 AM

jvm垃圾回收機制

JVM垃圾回收機制的五種形式：詳細解讀與比較

摘要：JVM垃圾回收（Garbage Collection，簡稱GC）是Java語言的核心特性之一，因為它可以有效地釋放程式運行時不再使用的記憶體。本文將詳細解讀JVM垃圾回收機制的五種形式，並比較它們之間的優劣。同時，我們也將提供具體的程式碼範例，以幫助讀者更好地理解這些垃圾回收機制。

一、引言
JVM是Java虛擬機器的縮寫，它是Java程式的運作環境。在Java程式中，當一個物件在記憶體中建立後，就需要有對應的機制來回收它所佔用的記憶體空間。這就是垃圾回收的任務。

二、標記-清除演算法（Mark-Sweep）
標記-清除演算法是最早也是最基礎的垃圾回收演算法之一。它的原理很簡單：首先，從根節點開始，對所有可達的物件進行標記；然後，對未標記的物件進行清除。

範例程式碼：

public class MarkSweep {
    private boolean marked;
    
    public void setMarked(boolean marked) {
        this.marked = marked;
    }
    
    public boolean isMarked() {
        return marked;
    }
}

public class GC {
    public static void main(String[] args) {
        MarkSweep object1 = new MarkSweep();
        MarkSweep object2 = new MarkSweep();
        
        object1.setMarked(true);
        
        System.gc(); // 垃圾回收
        
        if (object1.isMarked()) {
            System.out.println("object1 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object1 is garbage");
        }
        
        if (object2.isMarked()) {
            System.out.println("object2 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object2 is garbage");
        }
    }
}

三、複製演算法（Copying）
複製演算法採用了不同的策略來解決垃圾回收問題。它將可用的記憶體分為兩塊，每次只使用其中一塊。當一塊記憶體用完後，將存活的物件複製到另一塊記憶體中，然後清除目前記憶體的所有物件。

範例程式碼：

public class Copying {
    private boolean marked;
    
    public void setMarked(boolean marked) {
        this.marked = marked;
    }
    
    public boolean isMarked() {
        return marked;
    }
}

public class GC {
    public static void main(String[] args) {
        Copying object1 = new Copying();
        Copying object2 = new Copying();
        
        object1.setMarked(true);
        
        System.gc(); // 垃圾回收
        
        if (object1.isMarked()) {
            System.out.println("object1 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object1 is garbage");
        }
        
        if (object2.isMarked()) {
            System.out.println("object2 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object2 is garbage");
        }
    }
}

四、標記-壓縮演算法（Mark-Compact）
標記-壓縮演算法是一種綜合了標記-清除演算法和複製演算法的垃圾回收演算法。它首先標記存活的對象，然後將它們向一端移動，然後再清除其他對象。

範例程式碼：

public class MarkCompact {
    private boolean marked;
    
    public void setMarked(boolean marked) {
        this.marked = marked;
    }
    
    public boolean isMarked() {
        return marked;
    }
}

public class GC {
    public static void main(String[] args) {
        MarkCompact object1 = new MarkCompact();
        MarkCompact object2 = new MarkCompact();
        
        object1.setMarked(true);
        
        System.gc(); // 垃圾回收
        
        if (object1.isMarked()) {
            System.out.println("object1 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object1 is garbage");
        }
        
        if (object2.isMarked()) {
            System.out.println("object2 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object2 is garbage");
        }
    }
}

五、分代回收演算法（Generational）
分代回收演算法利用了一種更具針對性的策略，根據物件的生命週期將內存分為不同的世代（Generation）。通常情況下，新建立的物件會被分配到新生代，而經過多次GC仍然存活的物件會被移到老年代。

範例程式碼：

public class Generational {
    private boolean marked;
    
    public void setMarked(boolean marked) {
        this.marked = marked;
    }
    
    public boolean isMarked() {
        return marked;
    }
}

public class GC {
    public static void main(String[] args) {
        Generational object1 = new Generational();
        Generational object2 = new Generational();
        
        object1.setMarked(true);
        
        System.gc(); // 垃圾回收
        
        if (object1.isMarked()) {
            System.out.println("object1 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object1 is garbage");
        }
        
        if (object2.isMarked()) {
            System.out.println("object2 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object2 is garbage");
        }
    }
}

六、評價與比較