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摘要：什么是復(fù)制算法復(fù)制算法是利用空間進(jìn)行分配的。另一方面，因?yàn)閺?fù)制算法只搜索并復(fù)制活動(dòng)對(duì)象，所以跟一般的標(biāo)記清除算法相比，它能在短時(shí)間內(nèi)完成，也就是說其吞吐量?jī)?yōu)秀。在復(fù)制算法中，每次運(yùn)行時(shí)都會(huì)執(zhí)行壓縮。
4 GC復(fù)制算法
??Copying GC是Marvin L.Minsky在1963年研究出來的算法。就是指把某個(gè)空間里的活動(dòng)對(duì)象復(fù)制到其它空間，把原空間里的所有對(duì)象都回收掉。在此，將復(fù)制活動(dòng)對(duì)象的原空間稱為From空間，將粘貼活動(dòng)對(duì)象的新空間稱為To空間。
4.1 什么是GC復(fù)制算法
??GC復(fù)制算法是利用From空間進(jìn)行分配的。當(dāng)From空間被完全占滿時(shí)，GC會(huì)將活動(dòng)對(duì)象全部復(fù)制到To空間。當(dāng)復(fù)制完成后，該算法會(huì)把From空間和To空間互換，GC也就結(jié)束了。From空間和To空間大小必須一致。這是為了保證能把From空間中的所有活動(dòng)對(duì)象都收納到
4.1.1 執(zhí)行過程
假設(shè)目前堆里的配置如下。
??
執(zhí)行GC。首先是從根直接引用的對(duì)象B和G，B先被復(fù)制到了To空間。
將B被復(fù)制后生成的對(duì)象稱為B’。在From空間中B已經(jīng)被打上了復(fù)制完成標(biāo)簽。但是，這里只把B’復(fù)制了過來，它的子對(duì)象A還在From空間里，下面把A復(fù)制到To空間里。
??
這次才是真正意義上復(fù)制了B。因?yàn)锳沒有子對(duì)象，所以對(duì)A的復(fù)制就完成了。
接下來，要和復(fù)制B一樣從根引用復(fù)制G，以及其子對(duì)象E。雖然B也是G的子對(duì)象，不過因?yàn)橐呀?jīng)復(fù)制完B了，所以只要把從G執(zhí)行B的指針轉(zhuǎn)換到B’上。
最后，只要把From空間和To空間互換，GC就結(jié)束了。
對(duì)象C、D、F因?yàn)闆]法從根查找，所以會(huì)被回收。這里程序是以B、A、G、E的順序搜索對(duì)象的，使用的是深度優(yōu)先搜索。
4.2 優(yōu)點(diǎn)
4.2.1 優(yōu)秀的吞吐量
GC標(biāo)記-清除算法消耗的吞吐量是搜索活動(dòng)對(duì)象（標(biāo)記階段）所花費(fèi)的時(shí)間和搜索整體堆（清除階段）所花費(fèi)的時(shí)間之和。
另一方面，因?yàn)镚C復(fù)制算法只搜索并復(fù)制活動(dòng)對(duì)象，所以跟一般的GC標(biāo)記-清除算法相比，它能在短時(shí)間內(nèi)完成GC，也就是說其吞吐量?jī)?yōu)秀。
尤其是堆越大，差距越明顯。GC標(biāo)記-清除算法在清除階段所花費(fèi)的時(shí)間會(huì)不斷增加，但GC復(fù)制算法就不會(huì)。因?yàn)樗牡臅r(shí)間是與活動(dòng)對(duì)象的數(shù)量成比例的。
4.2.2 可實(shí)現(xiàn)高速分配
GC復(fù)制算法不使用空閑鏈表，因?yàn)榉謮K是一塊連續(xù)的內(nèi)存空間。因此，調(diào)查這個(gè)分塊的大小，只要這個(gè)分塊大小不小于所申請(qǐng)的大小，那么移動(dòng)指針就可以進(jìn)行分配了。
比起GC標(biāo)記-清除算法和引用計(jì)數(shù)算法等使用空閑鏈表的分配，GC復(fù)制算法明顯快得多。使用空閑鏈表是為了找到滿足要求的分塊，需要遍歷空閑鏈表，最壞的情況是我們不得不從空閑鏈表中取出最后一個(gè)分塊，這樣就用了大量時(shí)間把所有分塊都調(diào)查一遍。
4.2.3 不會(huì)發(fā)生碎片化
基于算法性質(zhì)，活動(dòng)對(duì)象被集中安排在From空間的開頭。像這樣把對(duì)象重新集中，放在堆中一端的行為叫作壓縮。在GC復(fù)制算法中，每次運(yùn)行GC時(shí)都會(huì)執(zhí)行壓縮。
因此GC算法有個(gè)非常優(yōu)秀的特點(diǎn)，就是不會(huì)發(fā)生碎片化，也就是說可以安排分塊允許范圍內(nèi)大小的對(duì)象。
另一方面，在GC標(biāo)記-清除算法等GC算法中，一旦安排了對(duì)象，原則上就不能再移動(dòng)它了，所以會(huì)多多少少產(chǎn)生碎片化。
4.2.4 與緩存兼容
在GC復(fù)制算法中有引用關(guān)系的對(duì)象會(huì)被安排在堆里離彼此較近的位置。B’引用A’，G’引用E’的順序排列。這種情況有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是mutator執(zhí)行速度極快。很多CPU都通過緩存來來高速讀取位置較近的對(duì)象。這也是借助壓縮來完成的，通過壓縮來把有引用關(guān)系的對(duì)象安排在堆中較近的位置。
4.3 缺點(diǎn)
4.3.1 堆使用率低下
GC復(fù)制算法把堆分成二等分，通常只能利用其中一半來安排對(duì)象。也就是說只有一半堆能被使用，相比其他能使用整個(gè)堆的GC算法而言，這是GC復(fù)制算法的一個(gè)重大缺陷。
4.3.2 不兼容保守式GC算法
GC標(biāo)記-清除算法有著跟保守式GC算法相兼容的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)镚C標(biāo)記-清除算法不用移動(dòng)對(duì)象。
另一方面，GC復(fù)制算法必須移動(dòng)對(duì)象重寫指針，所以有著跟保守式GC算法不相容的性質(zhì)。雖然有限制條件，GC復(fù)制算法和保守式GC算法可以進(jìn)行組合。
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