为什么 Major GC 比 Minor GC 慢很多？

前言

前几天面试的时候有面试官问我：为什么 Major GC 比 Minor GC 慢很多？

原因如下：

Major GC, Minor GC, 新生代, 老年代的概念请看：http://xiazdong.me/2015/01/03/jvm-memory-model/。

这个算法共有两个步骤：

伪代码如下：

for(Object obj : reachable objects)
	mark(obj)
for(Object obj : old generation)
	if(obj is not marked)
		sweep(obj)

Mark-Sweep 算法的优点是简单方便，缺点是造成内存碎片。

由于 Mark-Sweep 算法会导致内存碎片化，因此就引入了 Mark-Compact 算法，该算法执行完毕后，存活的对象会按序放置，但是执行时间较长。

Mark-Compact 是 时间换空间，Copying 是 空间换时间，他和 Copying 算法最后都是将存活的对象整理，但是 Mark-Compact 由于要在原有内存上做 Compact(空间更小)，因此耗费的时间比 Copying 时间更长(时间更长)。

这个算法共两个步骤：

伪代码如下：

for(Object obj : reachable objects)
	mark(obj)
for(Object obj : old generation)
	if(obj is not marked)
		compact(obj)

Copying 算法是新生代采用的垃圾收集算法，他将新生代内存分成两块(或多块)，每次只使用其中的一块。因此浪费了一倍的内存空间，但是由于新生代的内存空间相比老年代较小，因此浪费一倍也还好。

该算法就是 Mark-Sweep 算法的 Mark 阶段：遍历一遍 GC Roots 可达的所有节点(假设这些节点都在块1)，但是在遍历节点的同时，将该节点按序复制到新生代的另一块内存(块2)。当遍历完所有可达节点后，一次性将块1的内存清理干净。

伪代码如下：

for(Object obj : reachable objects) # reachable objects is in block 1
	mark(obj)
	copy obj to block 2
sweep block 1

Copying 算法的复杂度依赖于存活对象的个数，如果存活的对象太多，那么复制操作会占用很长时间，但是由于新生代具有存活对象很少的特点，因此该算法适用于新生代的垃圾收集。

Copying 算法的优点是一次遍历即可完成，缺点是如果存活对象很多，那么复制操作会很耗时。

上面介绍了 Mark-Sweep, Mark-Compact, Copying 三种算法，总体来说可以归纳为：

这些操作的耗时比较：