我的Android开发【分代收集算法】
为什么要采用分代收集算法？
- 分代的垃圾回收策略，是基于这样⼀个事实：不同的对象的⽣命周期是不⼀样的。因此，不同⽣命周期的对象可以采取不同的收集⽅式，以便提⾼回收效率。
- 在 Java 程序运⾏的过程中，会产⽣⼤量的对象，其中有些对象是与业务信息相关，⽐如 Http 请求中的 Session 对象、线程、Socket 连接，这类对象跟业务直接挂钩，因此⽣命周期⽐较⻓。但是还有⼀些对象，主要是程序运⾏过程中⽣成的临时变量，这些对象⽣命周期会⽐较短，⽐如：String 对象，由于其不变类的特性，系统会产⽣⼤量的这些对象，有些对象甚⾄只⽤⼀次即可回收。
- 在不进⾏对象存活时间区分的情况下，每次垃圾回收都是对整个堆空间进⾏回收，花费时间相对会⻓，同时，因为每次回收都需要遍历所有存活对象，但实际上，对于⽣命周期⻓的对象⽽⾔，这种遍历是没有效果的，因为可能进⾏了很多次遍历，但是他们依旧存在。因此，分代垃圾回收采⽤分治的思想，进⾏代的划分，把不同⽣命周期的对象放在不同代上，不同代上采⽤最适合它的垃圾回收⽅式进⾏回收。
分代收集理论
这个理论主要是建立在两个分代假说之上的：
- 弱分代假说（Weak Generational Hypothesis）：绝大多数对象都是朝生夕灭的。
- 强分代假说（Stong Generational Hypothesis）：熬过越多次垃圾收集过程的对象就越难以死亡。
这两个部分共同奠定了后面很多的垃圾收集器的基本设计原则：收集器应该将Java堆划分出不同的区域，然后将回收对象依据年龄分配到不同的区域进行存储，针对不同的区域，又进行不同的垃圾收集。
但在最后也还出现了一个问题，在进行一次只限于新生代区域的收集（Minor GC），但新生代中的对象完全有可能被老年代所引用的，为了找出该区域中的存活对象，就不得不在固定的GC Roots之外，再额外遍历整个老年代所有对象来确保可达性结果的正确性，反过来也是一样的。这种在理论上是可行的，但实际上会对内存回收带来很大的性能负担。
所以就有了第三条经验法则：
- 跨代引用假说（Intergenerational Reference Hypothesis）：跨代引用相对于同代引用来说仅占极少数。 存在互相引用关系的两个对象，是一个倾向于同时生存或者同时消亡的。
- 依据这条假说，我们就不再为了少量的跨代引用去扫描整个老年代，也不必浪费空间专门记录每一个对象是否存在哪些跨代引用，只需要在新生代上建立一个全局的数据结构（记忆集），这个结构把老年代划分为若干个小块，标识出老年代的那一块内存会存在跨代引用。
当在这之后再发生Minor GC时，只有包含了跨代引用的小块内存里的对象才会被加入GC Roots中进行扫描。
分代收集算法
就目前来讲，业界各种商业虚拟机堆内存的垃圾收集，基本上都采用了分代收集。可想而知，分代收集算法有多么重要。分代收集算法的思想是：
根据对象的存活周期，把内存分成多个区域，不同区域使用不同的回收算法回收对象。
堆内存结构 Java 把堆分成了"新生代"和"老年代"，我们来看下图：
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经过分代之后，垃圾回收可以分成以下几类：
- 新生代回收（Minor GC | Young GC）
- 老年代回收（Major GC）
- 清理整个堆（Full GC）
由于执行Major GC的时候，也会伴随着一次Minor GC，可以认为，Major GC ≈ Full GC
下面我们来看一下对象是怎么分配到堆内存的。 对象在创建的时候，会先存放到伊甸园。当伊甸园满了之后，就会触发垃圾回收。这个回收的过程是：把伊甸园中的对象拷贝到From survivor或者是To survivor里面去。
比如说，第一次回收把对象拷贝到From survior里了，那么下一次回收就会把存活的对象从From survior拷贝到To survior，再下一次就会把To survior里的对象拷贝到From surivor，周而复始。那么不难发现，这个过程使用了复制算法，这也就是为什么新生代要有两个survior的原因。
那么对象每经历一次垃圾回收之后，那么还存活的话，他的年龄就会加一。当对象的年龄达到阈值的话（默认是15），就会晋升到老年代，老年代里的对象存活率是比较高的。
老年代一般是采用标记清除或者标记整理的思想进行回收。
注意
这里需要说明一下，这里的过程只是一个典型的分配流程。实际情况是存在例外的：
新建的对象不一定会分配到伊甸园，也有可能直接分配到老年代 这里主要分为两种场景：
- 对象大于-XX:PretenureSizeThreshold（默认是0），就会直接分配到老年代
- 新生代空间不够 如果你的对象非常的大，比如是一个超大数组，新生代的空间根本不够，那么这个时候也会直接放到老年代。因为新生代采用的是复制算法，在伊甸园分配大对象的话将会导致伊甸园和两个survior区大量的内存拷贝。
对象不一定要达到年龄才进入老年代
- 虚拟机有一个动态年龄的概念，如果Survior空间中所有相同年龄大小的总和大于Survivor空间的一半，那么年龄大于等于该年龄的对象就可以直接进老年代。
垃圾回收的触发条件
新生代（Minor GC）触发条件
伊甸园空间不足，就会进行Minor GC回收新生代
老年代（Full GC）触发条件
- 老年代空间不足
- 元空间不足
- 要晋升老年代的对象所占用的空间大于老年代的剩余空间。
- 显式调用System.gc()
建议垃圾回收器执行垃圾回收 -XX: +DisableExplicitGC 参数，忽略掉System.gc()的调用
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上面的大概讲述了Android开发中的【理解分代收集算法】；有关更多的Android技术或者核心优化能力可参考《Android核心技术手册》点击即可进入。
总结
分代收集算法是根据对象的生命周期，把内存作分代，然后在分配对象的时候，不同生命周期的对象放在不同的代里面，不同的代上使用合适的回收算法进行回收，比方说，新生代里面的对象存活周期一般都比较短，每次垃圾回收的时候都会发现有大量的对象死去，所以新生代可以使用复制算法来完成垃圾收集。而老年代里的对象存活率比较高，所以就采用标记清除或者标记整理进行回收。
那么相比单纯的标记清除、标记整理、复制算法，分代带来了什么好处呢？
- 分代可以更有效的清除不需要的对象。
- 提升了垃圾回收的效率
