引言

何為終極算法?

其實就是現在的JVM采用的算法，并非真正的終極。說不定若干年以后，還會有新的終極算法，而且幾乎是一定會有，因為相信高人們的能力。

那么分代搜集算法是怎么處理GC的呢?

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對象分類

分代搜集算法是針對對象的不同特性，而使用適合的算法，這里面并沒有實際上的新算法產生。與其說分代搜集算法是第四個算法，不如說它是對前三個算法的實際應用。

首先我們來探討一下對象的不同特性，接下來和各位來一起給這些對象選擇GC算法。

內存中的對象按照生命周期的長短大致可以分為三種，以下命名均為個人的命名。

1、夭折對象：朝生夕滅的對象，通俗點講就是活不了多久就得死的對象。

例子：某一個方法的局域變量、循環內的臨時變量等等。

2、老不死對象：這類對象一般活的比較久，歲數很大還不死，但歸根結底，老不死對象也幾乎早晚要死的，但也只是幾乎而已。

例子：緩存對象、數據庫連接對象、單例對象(單例模式)等等。

3、不滅對象：此類對象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池中的對象(享元模式)、加載過的類信息等等。

對象對應的內存區域

還記得前面介紹內存管理時，JVM對內存的劃分嗎?

我們將上面三種對象對應到內存區域當中，就是夭折對象和老不死對象都在JAVA堆，而不滅對象在方法區。

之前的一章中我們就已經說過，對于JAVA堆，JVM規范要求必須實現GC，因而對于夭折對象和老不死對象來說，死幾乎是必然的結局，但也只是幾乎，還是難免會有一些對象會一直存活到應用結束。然而JVM規范對方法區的GC并不做要求，所以假設一個JVM實現沒有對方法區實現GC，那么不滅對象就是真的不滅對象了。

由于不滅對象的生命周期過長，因此分代搜集算法就是針對的JAVA堆而設計的，也就是針對夭折對象和老不死對象。

JAVA堆的對象回收(夭折對象和老不死對象)

有了以上分析，我們來看看分代搜集算法如何處理JAVA堆的內存回收的，也就是夭折對象與老不死對象的回收。

夭折對象：這類對象朝生夕滅，存活時間短，還記得復制算法的使用要求嗎?那就是對象存活率不能太高，因此夭折對象是最適合使用復制算法的。

小疑問：50%內存的浪費怎么辦?

答疑：因為夭折對象一般存活率較低，因此可以不使用50%的內存作為空閑，一般的，使用兩塊10%的內存作為空閑和活動區間，而另外80%的內存，則是用來給新建對象分配內存的。一旦發生GC，將10%的活動區間與另外80%中存活的對象轉移到10%的空閑區間，接下來，將之前90%的內存全部釋放，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。

圖中標注了三個區域中在各個階段，各自內存的情況。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%的內存，這個是可以接受的，因為我們換來了內存的整齊排列與GC速度。第二點是，這個策略的前提是，每次存活的對象占用的內存不能超過這10%的大小，一旦超過，多出的對象將無法復制。

為了解決上面的意外情況，也就是存活對象占用的內存太大時的情況，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。而余下的一部分，專門存放老不死對象的則稱為年老代。

是不是很貼切的名字呢?下面我們看看老不死對象的處理方式。

老不死對象：這一類對象存活率非常高，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，對象會從新生代區域轉到年老帶區域。

1、在新生代里的每一個對象，都會有一個年齡，當這些對象的年齡到達一定程度時(年齡就是熬過的GC次數，每次GC如果對象存活下來，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中是可以設置的。

2、在新生代存活對象占用的內存超過10%時，則多余的對象會放入年老代。這種時候，年老代就是新生代的“備用倉庫”。

針對老不死對象的特性，顯然不再適合使用復制算法，因為它的存活率太高，而且不要忘了，如果年老代再使用復制算法，它可是沒有備用倉庫的。因此一般針對老不死對象只能采用標記/整理或者標記/清除算法。

方法區的對象回收(不滅對象)

以上兩種情況已經解決了GC的大部分問題，因為JAVA堆是GC的主要關注對象，而以上也已經包含了分代搜集算法的全部內容，接下來對于不滅對象的回收，已經不屬于分代搜集算法的內容。

不滅對象存在于方法區，在我們常用的hotspot虛擬機(JDK默認的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，里面包含了JAVA類的實例信息以及類信息。但是后來發現，對于類信息的卸載幾乎很少發生，因此便將二者分離開來。幸運的是，這樣做確實提高了不少性能。于是永久代便被拆分出來了。

這一部分區域的GC與年老代采用相似的方法，由于都沒有“備用倉庫”，二者都是只能使用標記/清除和標記/整理算法。

回收的時機

JVM在進行GC時，并非每次都對上面三個內存區域一起回收的，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類型，一種是普通GC(minor GC)，一種是全局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。

全局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。

由于年老代與永久代相對來說GC效果不好，而且二者的內存使用增長速度也慢，因此一般情況下，需要經過好幾次普通GC，才會觸發一次全局GC。