Kajian mendalam tentang algoritma kutipan sampah JVM: penerangan terperinci tentang algoritma biasa

Pemahaman mendalam tentang algoritma kutipan sampah JVM: Beberapa perbincangan biasa memerlukan contoh kod khusus

Ikhtisar:
JVM (Java Virtual Machine) ialah mesin maya yang menjalankan program Java dan bertanggungjawab untuk mentafsir dan melaksanakan fail bytecode Java . Algoritma pengumpulan sampah JVM ialah bahagian penting dalam mengurus memori Ia bertanggungjawab untuk menuntut semula ruang memori secara automatik yang tidak lagi digunakan untuk meningkatkan prestasi program dan penggunaan sumber. Dalam artikel ini, kami akan melihat secara mendalam beberapa algoritma kutipan sampah JVM biasa dan memberikan contoh kod khusus.

1. Algoritma Mark and Sweep (Mark and Sweep)
Algoritma mark-sweep ialah salah satu algoritma kutipan sampah yang paling awal dan paling asas. Idea pelaksanaannya adalah untuk bermula dari nod akar (biasanya pembolehubah global atau rujukan dalam bingkai tindanan), secara rekursif melintasi keseluruhan graf objek, tandakan semua objek aktif, dan kemudian kosongkan objek yang tidak ditanda. Berikut ialah contoh kod algoritma mark-sweep:

class GCObject {
    private boolean marked = false;
    // ...
}

class GarbageCollector {
    public static void mark(GCObject object) {
        if (object.isMarked()) {
            return;
        }
        object.setMarked(true);
        // 标记相邻引用的对象
    }
    
    public static void sweep(List<GCObject> objects) {
        for (GCObject object : objects) {
            if (!object.isMarked()) {
                objects.remove(object);
            } else {
                object.setMarked(false);
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象并设置引用
        GCObject object1 = new GCObject();
        GCObject object2 = new GCObject();
        object1.setReference(object2);

        // 执行垃圾回收
        List<GCObject> objects = new ArrayList<>();
        objects.add(object1);
        objects.add(object2);
        mark(object1);
        mark(object2);
        sweep(objects);
    }
}

Kelebihan algoritma mark-sweep ialah ia boleh mengitar semula memori yang tidak lagi digunakan dengan tepat, tetapi ia mempunyai dua kelemahan utama: Pertama, sejumlah besar memori terputus akan ditinggalkan selepas kitar semula Pecahan membawa kepada penggunaan memori yang rendah, kedua, proses penandaan dan pembersihan memerlukan sejumlah besar sumber pengkomputeran.

2. Algoritma Penyalinan (Menyalin)
Algoritma penyalinan ialah algoritma pengumpulan sampah yang dicadangkan untuk menyelesaikan masalah pemecahan memori yang disebabkan oleh algoritma tanda-jelas. Algoritma salin membahagikan ruang memori kepada dua kawasan: Dari kawasan dan Ke kawasan. Apabila kawasan Daripada penuh, salin objek aktif ke kawasan Kepada dan kosongkan semua objek yang tidak direplikasi dalam kawasan Daripada. Berikut ialah contoh kod algoritma salin:

class GCObject {
    // ...
}

class GarbageCollector {
    public static void copy(List<GCObject> objects, int sizeFrom, int sizeTo) {
        List<GCObject> newObjects = new ArrayList<>();
        for (GCObject object : objects) {
            GCObject newObject = object.copyTo(sizeTo);
            newObjects.add(newObject);
        }
        objects.clear();
        objects.addAll(newObjects);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象并设置引用
        GCObject object1 = new GCObject();
        GCObject object2 = new GCObject();
        object1.setReference(object2);

        // 执行垃圾回收
        List<GCObject> objects = new ArrayList<>();
        objects.add(object1);
        objects.add(object2);
        copy(objects, objects.size(), objects.size() * 2);
    }
}

Kelebihan algoritma salin ialah ia menghapuskan pemecahan memori dan meningkatkan penggunaan memori, tetapi kelemahannya ialah ia memerlukan kawasan yang berterusan dengan saiz yang sama dengan memori ruang untuk menyalin objek, sekali gus membazir separuh daripada ruang ingatan.

3. Algoritma Mark-Compact (Mark dan Compact)
Algoritma Mark-Compact ialah versi algoritma Mark-Sweep yang dipertingkatkan dan matlamat utamanya adalah untuk menghapuskan pemecahan memori. Algoritma mark-compact mula-mula menandakan objek aktif dan mengalihkannya ke satu hujung, dan kemudian mengosongkan baki ruang memori yang tidak ditanda. Berikut ialah contoh kod untuk algoritma mark-and-compact:

class GCObject {
    private boolean marked = false;
    // ...
}

class GarbageCollector {
    public static void mark(GCObject object) {
        if (object.isMarked()) {
            return;
        }
        object.setMarked(true);
        // 标记相邻引用的对象
    }
    
    public static void compact(List<GCObject> objects) {
        int index = 0;
        for (GCObject object : objects) {
            if (object.isMarked()) {
                swap(objects, index++);
            }
        }
        for (int i = objects.size() - 1; i >= index; i--) {
            objects.remove(i);
        }
    }
    
    public static void swap(List<GCObject> objects, int index) {
        // 交换对象位置
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象并设置引用
        GCObject object1 = new GCObject();
        GCObject object2 = new GCObject();
        object1.setReference(object2);

        // 执行垃圾回收
        List<GCObject> objects = new ArrayList<>();
        objects.add(object1);
        objects.add(object2);
        mark(object1);
        mark(object2);
        compact(objects);
    }
}

Kelebihan algoritma mark-compact ialah ia menghapuskan pemecahan memori, tetapi kelemahannya ialah ia memerlukan langkah pemprosesan tambahan untuk menggerakkan objek langsung, yang meningkatkan kerumitan dan overhed algoritma.

Ringkasan:
Artikel ini memberikan pemahaman yang mendalam tentang beberapa algoritma kutipan sampah JVM biasa dan menyediakan contoh kod khusus. Setiap algoritma mempunyai kelebihan dan kekurangannya, dan algoritma kutipan sampah yang sesuai harus dipilih mengikut senario aplikasi tertentu. Saya berharap agar pembaca dapat memahami dengan lebih mendalam tentang algoritma kutipan sampah JVM melalui pengenalan artikel ini, dan boleh mengaplikasikannya dalam pembangunan sebenar.

Atas ialah kandungan terperinci Kajian mendalam tentang algoritma kutipan sampah JVM: penerangan terperinci tentang algoritma biasa. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!