垃圾回收机制的各种疑问

Posted 2022-04-07 zhangjin1120

目录

• • • jvm的内存模型中，运行时数据区分为哪几个部分？
    • JVM如何判断一个对象所占内存是可以被回收的？
    • 什么是年轻代？
    • 方法区和永久带的联系是什么？
    • 为什么要分年轻代和老年代？
    • 为什么新生代和老年代要采用不同的回收算法？
    • 为什么新生代要分出Survivor区？
    • 为什么有两个Survivor区？
    • MinorGC和Full GC的区别是什么？
    • Java堆内存的新生代Survivor区“To”被填满了，to区中的有的对象年龄还没被复制15次，也会被移动到年老代中吗？
    • 方法区可以GC吗？

jvm的内存模型中，运行时数据区分为哪几个部分？

jvm内存模型

JVM如何判断一个对象所占内存是可以被回收的？

把一系列称为 “GC Roots” 的引用（很多博客说GC Root是对象，严格来讲是对象的引用，并不是对象本身，包括下面列举的四种，也是引用。但是大家都说成对象，也不纠结这些了。）作为起始点，从这些起始点向下搜索，搜索走过的路径就是引用链，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连，也就是从 GC Roots 到这个对象不可达时，这个对象可以被回收。

GCRoot包括：

1. 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用
2. 本地方法栈中 JNI（即一般说的 Native 方法）引用
3. 方法区中类静态属性的引用
4. 方法区中常量引用

通俗的讲：
1. 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用,是指main函数内新建的局部变量。
2. 本地方法栈中 JNI（即一般说的 Native 方法）引用，JNI核心方法内新建的局部变量。
3. 方法区中类静态属性引用的对象,是指所有的类变量（类的static成员变量）引用。
4. 方法区中常量引用的对象,是指所有的常量（static final）引用。

JVM中如何判断对象可以被回收?
GC Roots 是什么？哪些对象可以作为 GC Root？看完秒懂！

什么是年轻代？

• 堆内存分为年轻代（Young Generation）、老年代（Old Generation），比例为1:2。年轻代又分为Eden和Survivor区。Survivor区由FromSpace和ToSpace组成。Eden区占大容量，Survivor两个区占小容量，默认比例是8:1:1。。
• 永久代（Permanent Generation）是方法区的实现，存储程序运行时长期存活的对象，比如类的元数据、方法、常量、属性等。

JVM堆内存(heap)详解

方法区和永久带的联系是什么？

方法区和永久代的关系很像Java中接口和类的关系，类实现了接口，而永久代就是HotSpot虚拟机对虚拟机规范中方法区的一种实现方式。
Java方法区和永久代

为什么要分年轻代和老年代？

• 新生代(Young Gen)：年轻代主要存放新创建的对象，内存大小相对会比较小，垃圾回收会比较频繁。年轻代分成1个Eden Space和2个Suvivor Space（from 和to）。
• 老年代(Tenured Gen)：老年代主要存放JVM认为生命周期比较长的对象（经过15次的Young Gen的垃圾回收后仍然存在），这些对象内存大小相对会比较大，还有大对象，老年代的垃圾回收也相对没有那么频繁。

为什么新生代和老年代要采用不同的回收算法？

• 在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就许选择“标记-复制”算法，只需要复制少量存活对象，就可以完成收集。
• 老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记–清除”、“标记整理”算法来进行回收。如果在老年代采用标记复制算法，需要复制的对象很多，效率不高。

为什么新生代要分出Survivor区？

• Survivor的存在意义，就是减少被送到老年代的对象，进而减少Full GC的发生。Survivor的预筛选保证，除了大对象（超过Survivor一半）和累加超过Survivor一半的对象之外，其他对象如果在新生代中经历16次Minor GC还能存活，才会被送到老年代。
  详见 为什么新生代内存需要有两个Survivor区？

为什么有两个Survivor区？

• 两个Survivor区可以减少复制次数，提高效率。

  • 年轻代采用复制算法，如果年轻代只有Eden区和from区，恰好Eden区和From区都存在需要回收的垃圾对象，Eden区的存活对象可以复制到from区对象的后面，然后把Eden区清空。但是From区有垃圾对象也有存活对象，from区的这些对象又往哪里复制？
    1. 如果往老年代复制，老年代也会快速装满，引发full GC，性能降低。
    2. 如果往清空后的Eden区复制， 比如：Eden区ABCDEF对象中，AB存活，From区XYZ对象，X存活。先把AB复制到From区，把Eden区清空，然后再把ABX复制到Eden区，From区清空，From区本身比较小，能装的对象不多，还需要把Eden区的ABX再复制回来。这样做也不是不行，只是相对于from+to机制来说，AB对象多了两次次复制，效率明显低了。再from+to机制下，Eden和from区的存活对象直接复制到to区，然后清空Eden和from区，并且交换from和to 。

• 另外一篇文章：为什么新生代内存需要有两个Survivor区，给出的观点是两个Survivor区是为了解决碎片化问题，这个观点本人不大认可，但是文章还是值得读的。 因为复制算法本身已经解决了碎片问题，上面的思路2就是例证，只是效率低。所以还是这样做的效率更高。

  聊聊JVM的年轻代
  为什么新生代内存需要有两个Survivor区
  为什么新生代内存需要有两个Survivor区？（腾讯云）

MinorGC和Full GC的区别是什么？

• MinorGC也称作Young GC,只对Young Gen进行回收。Eden区内存不足时会触发Minor GC。

• Full GC对年轻代、老年代都进行内存回收。Full GC的触发条件是：

  1. 调用System.gc()只是建议虚拟机执行 Full GC，但是虚拟机不一定真正去执行。
  2. 未指定老年代和新生代大小，堆伸缩时会产生fullgc。
  3. 老年代空间不足。
  4. JDK 1.7 及以前的（永久代）空间满。
  5. 空间分配担保失败。

  Full GC 和 Minor GC，傻傻分不清楚
  一文搞懂Y-GC和Full GC的触发条件
  什么时候会触发Full GC

Java堆内存的新生代Survivor区“To”被填满了，to区中的有的对象年龄还没被复制15次，也会被移动到年老代中吗？

• 虚拟机并不是永远地要求对象的年龄必须达到了MaxTenuringThreshold才能晋升老年代，如果在Survivor空间中具有相同年龄N的所有对象，如果它们内存大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于m的对象就可以直接进入老年代，无须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。
  
  
  例如：下面的场景

  MaxTenuringThreshold为15
  年龄1的对象占用了33%
  年龄2的对象占用33%
  年龄3的对象占用34%。

  年龄1的占用了33%，年龄2的占用了33%，累加和超过默认的TargetSurvivorRatio（50%），年龄2和年龄3的对象都要晋升。

  jvm误区–动态对象年龄判定

方法区可以GC吗？

根据Java虚拟机规范的规定，方法区无法满足内存分配需求时，也会抛出OutOfMemoryError异常，虽然规范规定虚拟机可以不实现垃圾收集，因为和堆的垃圾回收效率相比，方法区的回收效率实在太低，但是此部分内存区域也是可以被回收的。
方法区的垃圾回收主要有两种，分别是对废弃常量的回收（常量池的回收）和对无用类的回收（类的卸载）。
JVM:方法区可以GC吗？

垃圾回收会造成，界面卡顿。

详解Java的垃圾回收机制（GC）
Java虚拟机垃圾回收(三) 7种垃圾收集器
Java虚拟机（JVM）你只要看这一篇就够了！
300赞：浅析JAVA的垃圾回收机制（GC）