引言

         何為終極演算法？

         其實就是現在的JVM採用的演算法，並非真正的終極。說不定若干年以後，還會有新的終極演算法，而且幾乎是一定會有，因為LZ相信高人們的能力。

         那麼分代蒐集演算法是怎麼處理GC的呢？

物件分類

         上一章已經說過，分代蒐集演算法是針對物件的不同特性，而使用適合的演算法，這裡面並沒有實際上的新演算法產生。與其說分代蒐集演算法是第四個演算法，不如說它是對前三個演算法的實際應用。

         首先我們來探討一下物件的不同特性，接下來LZ和各位來一起給這些物件選擇GC演算法。

         記憶體中的物件按照生命週期的長短大致可以分為三種，以下命名均為LZ個人的命名。

         1、夭折物件：朝生夕滅的物件，通俗點講就是活不了多久就得死的物件。

             例子：某一個方法的局域變數、迴圈內的臨時變數等等。

         2、老不死物件：這類物件一般活的比較久，歲數很大還不死，但歸根結底，老不死物件也幾乎早晚要死的，但也只是幾乎而已。

             例子：快取物件、資料庫連線物件、單例物件（單例模式）等等。

         3、不滅物件：此類物件一般一旦出生就幾乎不死了，它們幾乎會一直永生不滅，記得，只是幾乎不滅而已。

             例子：String池中的物件（享元模式）、載入過的類資訊等等。

物件對應的記憶體區域

         還記得前面介紹記憶體管理時，JVM對記憶體的劃分嗎？

         我們將上面三種物件對應到記憶體區域當中，就是夭折物件和老不死物件都在JAVA堆，而不滅物件在方法區。

         之前的一章中我們就已經說過，對於JAVA堆，JVM規範要求必須實現GC，因而對於夭折物件和老不死物件來說，死幾乎是必然的結局，但也只是幾乎，還是難免會有一些物件會一直存活到應用結束。然而JVM規範對方法區的GC並不做要求，所以假設一個JVM實現沒有對方法區實現GC，那麼不滅物件就是真的不滅物件了。

         由於不滅物件的生命週期過長，因此分代蒐集演算法就是針對的JAVA堆而設計的，也就是針對夭折物件和老不死物件

JAVA堆的物件回收（夭折物件和老不死物件）

          有了以上分析，我們來看看分代蒐集演算法如何處理JAVA堆的記憶體回收的，也就是夭折物件與老不死物件的回收。

          夭折物件：這類物件朝生夕滅，存活時間短，還記得複製演算法的使用要求嗎？那就是物件存活率不能太高，因此夭折物件是最適合使用複製演算法的。

          小疑問：50%記憶體的浪費怎麼辦？

          答疑：因為夭折物件一般存活率較低，因此可以不使用50%的記憶體作為空閒，一般的，使用兩塊10%的記憶體作為空閒和活動區間，而另外80%的記憶體，則是用來給新建物件分配記憶體的。一旦發生GC，將10%的活動區間與另外80%中存活的物件轉移到10%的空閒區間，接下來，將之前90%的記憶體全部釋放，以此類推。

          為了讓各位更加清楚的看出來這個GC流程，LZ給出下面圖示。

         圖中標註了三個區域中在各個階段，各自記憶體的情況。相信看著圖，它的GC流程已經不難理解了。

         不過有兩點LZ需要提一下，第一點是使用這樣的方式，我們只浪費了10%的記憶體，這個是可以接受的，因為我們換來了記憶體的整齊排列與GC速度。第二點是，這個策略的前提是，每次存活的物件佔用的記憶體不能超過這10%的大小，一旦超過，多出的物件將無法複製。

         為了解決上面的意外情況，也就是存活物件佔用的記憶體太大時的情況，高手們將JAVA堆分成兩部分來處理，上述三個區域則是第一部分，稱為新生代或者年輕代。而餘下的一部分，專門存放老不死物件的則稱為年老代。

         是不是很貼切的名字呢？下面我們看看老不死物件的處理方式。

         老不死物件：這一類物件存活率非常高，因為它們大多是從新生代轉過來的。就像人一樣，活的年月久了，就變成老不死了。

         通常情況下，以下兩種情況發生的時候，物件會從新生代區域轉到年老帶區域。

         1、在新生代裡的每一個物件，都會有一個年齡，當這些物件的年齡到達一定程度時（年齡就是熬過的GC次數，每次GC如果物件存活下來，則年齡加1），則會被轉到年老代，而這個轉入年老代的年齡值，一般在JVM中是可以設定的。

         2、在新生代存活物件佔用的記憶體超過10%時，則多餘的物件會放入年老代。這種時候，年老代就是新生代的“備用倉庫”。

         針對老不死物件的特性，顯然不再適合使用複製演算法，因為它的存活率太高，而且不要忘了，如果年老代再使用複製演算法，它可是沒有備用倉庫的。因此一般針對老不死物件只能採用標記/整理或者標記/清除演算法。

方法區的物件回收（不滅物件）

         以上兩種情況已經解決了GC的大部分問題，因為JAVA堆是GC的主要關注物件，而以上也已經包含了分代蒐集演算法的全部內容，接下來對於不滅物件的回收，已經不屬於分代蒐集演算法的內容。

         不滅物件存在於方法區，在我們常用的hotspot虛擬機器（JDK預設的JVM）中，方法區也被親切的稱為永久代，又是一個很貼切的名字不是嗎？

         其實在很久很久以前，是不存在永久代的。當時永久代與年老代都存放在一起，裡面包含了JAVA類的例項資訊以及類資訊。但是後來發現，對於類資訊的解除安裝幾乎很少發生，因此便將二者分離開來。幸運的是，這樣做確實提高了不少效能。於是永久代便被拆分出來了。

         這一部分割槽域的GC與年老代採用相似的方法，由於都沒有“備用倉庫”，二者都是隻能使用標記/清除和標記/整理演算法。

回收的時機

         JVM在進行GC時，並非每次都對上面三個記憶體區域一起回收的，大部分時候回收的都是指新生代。因此GC按照回收的區域又分了兩種型別，一種是普通GC（minor GC），一種是全域性GC（major GC or Full GC），它們所針對的區域如下。

         普通GC（minor GC）：只針對新生代區域的GC。

         全域性GC（major GC or Full GC）：針對年老代的GC，偶爾伴隨對新生代的GC以及對永久代的GC。

         由於年老代與永久代相對來說GC效果不好，而且二者的記憶體使用增長速度也慢，因此一般情況下，需要經過好幾次普通GC，才會觸發一次全域性GC。

結束語

         GC的相關內容基本上就這些了，下一章我們一起探討一下具體的GC實現都有哪些。