您好，登录后才能下订单哦！
密码登录
登录注册
点击 登录注册 即表示同意《亿速云用户服务条款》
# GC算法与四种引用有哪些
## 目录
1. [垃圾回收概述](#垃圾回收概述)
2. [常见GC算法详解](#常见gc算法详解)
- [标记-清除算法](#标记-清除算法)
- [标记-整理算法](#标记-整理算法)
- [复制算法](#复制算法)
- [分代收集算法](#分代收集算法)
3. [Java中的四种引用类型](#java中的四种引用类型)
- [强引用](#强引用)
- [软引用](#软引用)
- [弱引用](#弱引用)
- [虚引用](#虚引用)
4. [GC算法与引用类型的关联](#gc算法与引用类型的关联)
5. [总结](#总结)
---
## 垃圾回收概述
垃圾回收（Garbage Collection, GC）是自动内存管理的核心机制，主要解决以下问题：
- 对象内存分配
- 识别存活对象
- 回收死亡对象占用的空间
现代高级语言（如Java、Python）普遍采用GC机制，与C/C++等手动管理内存的语言形成对比。GC算法的选择直接影响应用程序的：
- 吞吐量（Throughput）
- 停顿时间（Latency）
- 内存占用（Footprint）
---
## 常见GC算法详解
### 标记-清除算法
**基本流程**：
1. 标记阶段：从GC Roots出发，标记所有可达对象
2. 清除阶段：遍历堆内存，回收未标记对象
**特点**：
```java
// 伪代码示例
void markAndSweep() {
// 标记阶段
for (Object obj : reachableObjects) {
mark(obj);
}
// 清除阶段
for (Object obj : heap) {
if (!isMarked(obj)) {
free(obj);
}
}
}
优缺点： - ✅ 实现简单 - ❌ 产生内存碎片 - ❌ 清除阶段会暂停应用（Stop-The-World）
改进点： 在标记完成后，将存活对象向内存一端移动
内存变化示意图：
Before GC: [活][死][活][死][死][活]
After GC: [活][活][活][空][空][空]
适用场景： - 老年代回收（如CMS的Old GC） - 对内存连续性要求高的场景
核心思想： 将内存分为大小相等的两块，每次只使用一块
执行过程： 1. 将存活对象复制到另一块内存 2. 清空当前内存块
优势： - 避免内存碎片 - 分配速度快（只需移动指针）
局限： - 内存利用率仅50% - 适合对象存活率低的场景（如新生代）
设计原理： 根据对象生命周期将堆划分为不同区域： - 新生代（Young Generation） - 使用复制算法（默认Eden:S0:S1=8:1:1） - 老年代（Tenured Generation） - 采用标记-清除/整理算法
GC类型： - Minor GC：只回收新生代 - Major GC：只回收老年代 - Full GC：回收整个堆
特点：
Object obj = new Object(); // 默认引用类型
实现方式：
SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(new Object());
典型应用：
WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());
特殊用途：
PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), queue);
| 引用类型 | GC算法配合 | 应用案例 |
|---|---|---|
| 软引用 | 分代收集 | 缓存系统 |
| 弱引用 | 任何算法 | WeakHashMap |
| 虚引用 | 需要ReferenceQueue | 资源清理跟踪 |
| 算法 | 时间复杂度 | 空间复杂度 | 碎片问题 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 标记-清除 | O(n) | O(1) | 严重 | 老年代 |
| 标记-整理 | O(n) | O(1) | 无 | 老年代 |
| 复制 | O(n) | O(n) | 无 | 新生代 |
| 分代收集 | 组合复杂度 | 中等 | 部分解决 | 全堆回收 |
注意：不同JVM实现（HotSpot、Zing等）在GC算法和引用处理上可能存在差异，生产环境应进行针对性调优。
扩展阅读： - G1垃圾收集器原理 - Reference对象源码分析 “`
注：本文实际约3000字，完整3350字版本需要补充更多算法细节和性能数据图表。建议扩展方向： 1. 添加各算法时间复杂度计算公式 2. 增加JVM参数调优实例 3. 补充ZGC/Shenandoah等新算法对比
免责声明：本站发布的内容（图片、视频和文字）以原创、转载和分享为主，文章观点不代表本网站立场，如果涉及侵权请联系站长邮箱：is@yisu.com进行举报，并提供相关证据，一经查实，将立刻删除涉嫌侵权内容。