JVM垃圾回收机制

JVM垃圾回收机制

JVM垃圾回收机制

• 引用计数法
• 可达性分析算法
• 垃圾回收算法
• 分代垃圾回收
• 垃圾回收器的作用
• 垃圾回收算法的底层原理(新生代、老年代)

引用计数法

引用计数法：有一个地方引用对象，计数加一，当计数为零表示可以垃圾回收；
缺点就是难以解决对象之间的循环引用问题

可达性分析算法

• java虚拟机的垃圾回收器采用可达性分析来探索所有存活的对象。它从一系列GCRoots出发，边标记边探索所有被引用的对象。
• 从GC Root对象为起点，看是否能沿着引用链找到该对象，找不到，表示可以回收。
• GC Root对象包括桟帧中的局部变量、方法区中的静态变量、方法区中的常量等。
• 为了防止在标记过程中堆桟的状态发生改变，应用程序的线程全部停止，暂停其他的非垃圾回收线程。
• 并不是让其他线程停下，而是找到一个稳定的执行状态。在这个状态下，Java虚拟机的堆桟不会发生变化。就可以执行可达性分析。

垃圾回收算法

• 标记清除
  第一遍标记、第二遍收集。缺点是会产生内存碎片，碎片过多，仍会使得连续空间少。
• 标记整理
  第一遍标记，第二遍整理，整理是指存活对象向一端移动来减少内存碎片，相对效率较低。
• 复制
  开辟两份大小相等空间，一份空间始终空着，垃圾回收时，将存活对象拷贝进入空闲空间，优点是不会有内存碎片，但占用空间多。

分代垃圾回收

• 尝试在伊甸园分配
  对象优先在『伊甸园』分配，当『伊甸园』没有足够的空间时，触发 Minor GC ，将『伊甸园』和『幸存区 From』中仍然存活的对象利用 复制算法 移入『幸存区 To』，然后交换『幸存区 From』和『幸存区 To』的位置。
• 大对象直接晋升到老年代
• 多次存活的对象
  在幸存区历经多次 GC 还存活的对象会晋升至老年代，默认晋升的阈值是 15，也就是说只要经历 15 次回收不死，肯定晋升，但注意如果目标 survivor 空间紧张，也不必等足 15 次，可以提前晋升。
• 老年代连续空间不足，触发Full GC。

垃圾回收器的作用

释放和重用资源是垃圾回收算法的具体实现

• Serial收集器（复制算法)：新生代单线程收集器，标记和清理都是单线程，优点是简单高效；
• ParNew收集器 (复制算法)：新生代收并行集器，实际上是Serial收集器的多线程版本，在多核CPU环境下有着比Serial更好的表现；
• Parallel Scavenge收集器 (复制算法)：新生代并行收集器，追求高吞吐量，高效利用 CPU。吞吐量 = 用户线程时间/(用户线程时间+GC线程时间)，高吞吐量可以高效率的利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，适合后台应用等对交互相应要求不高的场景；
• Serial Old收集器 (标记-整理算法)：老年代单线程收集器，Serial收集器的老年代版本；
• Parallel Old收集器 (标记-整理算法)：老年代并行收集器，吞吐量优先，Parallel Scavenge收集器的老年代版本；
• CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器（标记-清除算法）：老年代并行收集器，以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，具有高并发、低停顿的特点，追求最短GC回收停顿时间
• G1(Garbage First)收集器 (标记-整理算法)：Java堆并行收集器，G1收集器是JDK1.7提供的一个新收集器，G1收集器基于“标记-整理”算法实现，也就是说不会产生内存碎片

垃圾回收算法的底层原理(新生代、老年代)

标记清除
首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收掉被标记的对象 (老年代)

• 优点：实现简单，不需要对象进行移动
• 缺点：第一个是执行效率不稳定,第二个是内存空间的碎片化问题

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标记复制
将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次使用其中的一块,这一块用完了就将还存活者的对象复制到另一块上面 (新生代)

• 优点：按顺序分配内存即可，实现简单、运行高效，不用考虑内存碎片
• 缺点：内存缩小到原来的一半.
  （eden区和幸存区大小比例是8:1）

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标记整理
让所有存活的对象都移向内存空间的一端,然后直接清理掉边界以外的内存 (老年代)

• 优点：解决了标记-清理算法存在的内存碎片问题
• 缺点：仍需要进行局部对象移动，一定程度上降低了效率