这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 4 天

自动内存管理

由程序的运行时系统管理动态内存（为新对象分配空间，找到存活对象，回收死亡对象的内存空间）

• 避免手动内存管理，专注宇实现业务的逻辑
• 保证内存使用的安全性和正确性

相关概念

• Mutator: 业务线程，分配新对象，修改对象指代关系
• Collector: GC 线程，找到存活对象，回收死亡对象内存空间
• Serial GC: 只有一个 Collector
• Parallel GC: 支持多个 Collector 同时回收的 GC 算法
• Concurrent GC: mutator(s) 和 collector(s) 可以同时执行

评价 GC 算法

• 安全性
• 吞吐率
• 暂停时间
• 内存开销

追踪垃圾回收

• 对象被回收的条件: 指针指向关系不可达的对象
• 标记根对象
  • 静态变量
  • 全局变量
  • 常量
  • 线程栈
  • ...
• 标记: 找到可达对象
  • 求指针指向关系的传递闭包: 从根对象出发，找到所有可达对象
• 清理:所有不可达对象
  • 将存活对象复制到另外的内存空间(Copying GC)
  • 将死亡对象的内存标记为"可分配”(Mark-sweep GC)
  • 移动并整理存活对象(Mark-compact GC)

根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略

分代 GC (Generational GC)

• 分代假说(Generational hypothesis): most objects die young
• 直觉(Intuition): 很多对象在分配出来后很快就不再使用了
• 每个对象都有年龄: 经历过 GC 的次数
• 目的: 对年轻和老年的对象，制定不同的 GC 策略，降低整体内存管理的开销
• 不同年龄的对象处于堆(heap)的不同区域

年轻代(Yong generation)：

• 常规的对象分配
• 由于存活对象很少，一般采用 Copying GC
• GC 吞吐率高

老年代(Old generation)：

• 对象趋向于一直活着，反复复制开销大
• 一般采用 Mark-sweep GC

引用计数

• 每个对象都有一个与之关联的引用数目
• 对象存活的条件：当且仅当引用数大于 0
• 优点：
  • 内存管理的操作被平摊到程序执行的过程中
  • 内存管理不需要了解 runtime 的实现细节
• 缺点：
  • 维护引用计数的开销比较大
  • 无法回收环形数据结构
  • 内存开销：每个对象都引入额外的内存空间
  • 回收内存时依然可以引发时停