一篇帮你搞定JVM中的垃圾回收的基本知识（超级详细）

Posted 2021-08-08 adventure.Li

一、总体框架

二、知识介绍

1. 如何确定垃圾？

（1）引用计数法

Java中，引用和对象是关联的，操作对象必须用引用进行。因此，对象如果没有任何与之相关联的引用，即他们的引用数为0，则该对象不太可能用到，即可回收。

（2）可达性分析

为了解决引用计数法存在的循环引用问题（有点类似死锁），Java使用可达性分析的方法。
通过一系列的“GC roots”对象作为起点搜索。如果在 “GC roots”和一个对象之间没有可达路径，则该对象是不可达。另外，不可达对象不等价于回收对象，不可达对象变为可回收对象，需要至少两次标记。

2. 主要算法

算法	步骤	缺 点
标记清除算法（mark-sweep）	最基础的垃圾回收算法，分为标注（标记需要回收的对象）和清除（收回占用的被标记的对象空间，变为未使用的空间）两阶段。	内存碎片化验证，后续大对象可能找不到利用空间。
复制算法（copying）	按内存容量将内存划分为等大小的两块。每次只用其中一块，当这块满后将存活对象复制到另外一块	将内存压缩到原来的一半。
标记整理算法（mark-compact）	结合以上两种，标记后不是清理对象，而是将存活对象移向内存的另一端

3. 分代收集算法

是目前大部分JVM所采用的方法。核心思想根据对象的存活的不同生命周期进行内存划分（新生代（新对象频繁创建）和老生代（少量垃圾回收）），然后不同区域选择不同算法进行回收。

新生代：复制算法。
老生代：标记复制算法。

4. Java中的四种引用类型

（1）强引用（把对象复制给一个引用变量，这个变量就是强引用）
（2）软引用（SolfReference类来实现）
（3）弱引用
（4）虚引用

5. 分区收集算法

将整个堆区划分为连续的不同小区间（分代是根据对象的生命周期），每个区间独立使用，独立回收，好处是可以控制一次回收多少个小区间。

6. GC垃圾回收器

新生代：Serail、ParNew、Parallel Scavenge.
年老代：CMS、MSC、Parallel Old。

（1）Serial 垃圾回收器 （单线程、复制算法）

最基本的垃圾回收器，使用复制算法，JDK1.3.1之前新生代唯一的垃圾回收器。单线程，没有线程交互的开销，简单而高效。
JVM运行在Client模式下默认的新生代垃圾回收器。

JVM有两种运行模式Server与Client。两种模式的区别在于，Client模式启动速度较快，Server模式启动较慢；但是启动进入稳定期长期运行之后Server模式的程序运行速度比Client要快很多。这是因为Server模式启动的JVM采用的是重量级的虚拟机，对程序采用了更多的优化；而Client模式启动的JVM采用的是轻量级的虚拟机。所以Server启动慢，但稳定后速度比Client远远要快。参考

（2）ParNew (Serial+多线程）

Serial的多线程版。JVM运行在Server模式下默认的新生代垃圾回收器。

（3）Parallel Scavenge （多线程复制算法、高效）

也是新生代的垃圾回收器，他重点关注程序达到一个可控制的吞吐量，主要适用于在后台运行不需要太多交互的任务。自适应调节策略是Parallel Scavenge与ParNew 的重要区别。

（4）CMS收集器（多线程标记清除算法）

年老代垃圾收集器，主要目标是获取最短垃圾回收停顿时间。采用多线程的标记-清除算法。

（5）G1收集器

目前垃圾回收理论发展最前沿成果，相比较CMS，有以下两优点：
1.基于标记-整理算法，不产生内存碎片
2.可以精准控制停顿时间