碎片整理(Fragmenting and Compacting)

每次执行清除(sweeping), JVM 都必须保证不可达对象占用的内存能被回收重用。但这(最终)有可能会产生内存碎片(类似于磁盘碎片), 进而引发两个问题:

• 写入操作越来越耗时, 因为寻找一块足够大的空闲内存会变得非常麻烦。

• 在创建新对象时, JVM在连续的块中分配内存。如果碎片问题很严重, 直至没有空闲片段能存放下新创建的对象,就会发生内存分配错误(allocation error)。

要避免这类问题,JVM 必须确保碎片问题不失控。因此在垃圾收集过程中, 不仅仅是标记和清除, 还需要执行 “内存碎片整理” 过程。这个过程让所有可达对象(reachable objects)依次排列, 以消除(或减少)碎片。示意图如下所示:

说明:

JVM中的引用是一个抽象的概念,如果GC移动某个对象, 就会修改(栈和堆中)所有指向该对象的引用。

移动/拷贝/提升/压缩 是一个 STW 的过程,所以修改对象引用是一个安全的行为。但要更新所有的引用,对某些程序可能性能低下。