Java垃圾回收新算法

集器的实现中，一般增加句柄和句柄表。

3.4 Coping算法

Coping算法的提出是为了克服句柄的开销和解决堆碎片的垃圾回收。它开始时把堆分成一个对象面和多个空闲面， 程序从对象面为对象分配空间，当对象满了，基于Coping算法的垃圾收集就从根集中扫描活动对象，并将每个活动对象复制到空闲面(使得活动对象所占的内存之间没有空闲洞)，这样空闲面变成了对象面，原来的对象面变成了空闲面，程序会在新的对象面中分配内存。

一种典型的基于Coping算法的垃圾回收是stop-and-copy算法，它将堆分成对象面和空闲区域面，在对象面与空闲区域面的切换过程中，程序暂停执行。

3.5 Generation算法

stop-and-copy垃圾收集器的一个缺陷是收集器必须复制所有的活动对象，这增加了程序等待时间，这是Coping算法低效的原因。在程序设计中有这样的规律：多数对象存在的时间比较短，少数的存在时间比较长。因此，Generation算法将堆分成两个或多个，每个子堆作为对象的一代(Generation)。由于多数对象存在的时间比较短，随着程序丢弃不使用的对象，垃圾收集器将从最年轻的子堆中收集这些对象。在分代式的垃圾收集器运行后，上次运行存活下来的对象移到下一最高代的子堆中，由于老一代的子堆不会经常被回收，因而节省了时间。

3.6 Adaptive算法

在特定的情况下，一些垃圾收集算法会优于其他算法。基于Adaptive算法的垃圾收集器就是监控当前堆的使用情况，并将选择适当算法的垃圾收集器。

4 GC新算法概述

基于上述对几种收集器算法优缺点的对比分析，提出一种既可以满足程序对实时性的要求，同时也能避免内存泄漏的较完全的垃圾处理算法。

4.1算法描述

4.1.1内存划分

(1)把一个堆内存划分成两大块，一块是活跃区,占堆大小的2/3，活跃区划分成大小相同的8个块，并且为每个块设置一个计数器int cnt[x](x取1~8)，用来记录每块内存中动态分配的被引用对象总数。另一块是保留区,占堆大小的1/3，设置两个常数min和max，分别用来表示保留区的初始大小和最大可增加到的大小。(min的值小于堆大小的1/3，max的值可以自行设置但最大值不超过堆大小的1/3)。

(2)为堆中的每个对象设置一个标记位(标记位放在一个专用数组cnt[x](x取1~8)中)以表示其是否被引用，在对象被引用时计数器就开始动态地统计计数，记录本块中被引用的对象个数。

(3)通过比较计数器值的大小来判断应该扫描哪个块，而不是利用搜索所有对象的方法。具体结构如图1。

4.1.2具体算法

(1)程序开始运行，对象动态地申请堆区，这时，每个块的计数器启动，根据引用对象的标记位情况来改变计数器的值，为1则计数器加1，8个计数器值放在数组里，并比较8个计数器值的大小，选取最大的计数器所在块，进行扫描。

(2)扫描出的垃圾转移到删除区，等待被删除。

(3)继续比较计数器值,但已经进行扫描的块不参加此后的比较，待删除的垃圾占的空间达到min值时，垃圾器开始对活跃区压缩内存碎片，并且在删除区同时开始进行垃圾删除申请。

(4)当删除区的空间达到了max值时，删除区的垃圾还没有被删除，这时停止活跃区的扫描，等待删除区进行垃圾删除。

4.2 实例分析

看下面一段程序：

int [][] m1=new int[2][3];

int [][] m2=new int[2][3];

m1=m2;

此例中，第一句是用new语句在堆中为数组申请了一个空间，然后用matrix引用此空间的对象(这里数组可以理解为对象)，此时这个内存空间就是有用的。第二句是给matrix赋空值，matrix则不再引用此数组。此时，这个空间就是无用的。

对于原来的算法，m1引用的数组在堆中是随机存放的，若要查找垃圾，则会遍历整个堆内存，先标记，然后再清理垃圾。设耗费时间为Ta。

m1引用的数组在堆中是随机存放的，所以假设其放在活跃区中的cnt[x]区(x取值为0~7之一)，下面分两种情况来考虑：

(1)最好的情况，m1原来引用的数组放在cnt1中为数组cnt[x]中最大的数，则查找到这个垃圾的时间为: T8+cnt[x]。

由此可以节省7Ta/16的时间。此新算法可以大大减少垃圾处理所需的时间。

Java语言对垃圾的处理是利用Java的垃圾处理器自动进行的，JVM虽然没有明确程序员必须了解垃圾处理器的过程和实质，但是,一个优秀的Java程序员应该掌握和熟悉垃圾处理器的工作机制，充分利用好内存空间，减少不必要的空间浪费，从而使程序更好地运行。