GC回收策略

Posted 2021-02-13 mathilda365

判读一个对象是否“已死”：

　　引用计数算法：给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。

至少主流的Java虚拟机里面没有选用引用计数算法来管理内存，其中最主要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。（一般面试问和教科书上的解释的都是这个。）

　　可达性分析算法：在主流的商用程序语言（Java、C#，甚至包括前面提到的古老的Lisp）的主流实现中，都是称通过可达性分析（Reachability Analysis）来判定对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的。

即使在可达性分析算法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的，这时候它们暂时处于“缓刑”阶段，要真正宣告一个对象死亡，至少要经历两次标记过程：如果对象在进行可达性分析后发现没有与GC Roots相连接的引用链，那它将会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize（）方法。当对象没有覆盖finalize（）方法，或者finalize（）方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为"没有必要执行"。

无论是通过引用计数算法判断对象的引用数量，还是通过可达性分析算法判断对象的引 用链是否可达，判定对象是否存活都与“引用”有关。

 　　强引用就是指在程序代码之中普遍存在的，类似“Object obj=new Object（）”这类的引 用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。

　　 软引用是用来描述一些还有用但并非必需的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将 要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收。如果这次回 收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。

　　 String str=new String("abc"); // 强引用

　　 SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str); // 软引用x

　　 str =null; // 对开对象的强引用,转换成软引用

　　 softRef.get() //得到str对象，如果str被回收，则返回null

　　 弱引用也是用来描述非必需对象的，但是它的强度比软引用更弱一些，被弱引用关联的 对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够， 都会回收掉只被弱引用关联的对象。

　　 虚引用也称为幽灵引用或者幻影引用，它是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引 用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一个对象实例。为一 个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。

 

回收方法区:

　　在堆中，尤其是在新生代中，常规应用进行一次垃圾收集一般可以 回收70%～95%的空间，而方法区（或者HotSpot虚拟机中的永久代）的垃圾收集效率远低于此。

　　永久代的垃圾收集主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。

　　判断一个无用的类,要同时满足一下三个条件:

　　1.该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类的任何实例。

　　2.加载该类的ClassLoader已经被回收。

　　3.该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该 类的方法。

 

垃圾回收算法:

　　标记-清除算法：算法分 为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象。

　　缺点：

　　　　1.一个是效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高；

　　　　2.标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后在程 序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。

　　

 

　　复制算法：它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着 的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

　　缺点：

　　　　1.将内存缩小为了原来的一半。

　　　　2.复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会变低。　

　　

 

　　标记-整理算法：标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存 活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。

　　

　　分代收集算法：当前商业虚拟机的垃圾收集都采用“分代收集”（Generational Collection）算法，这种算法并没有什么新的思想，只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。

　　　　一般是把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。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，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而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—清理”或者“标记—整理”算法来进行回收。

　　　　新生代区域特点： 

　　　　a) 绝大多数新创建的对象都存放在这个区域
　　　　b) 此区域一般来说较小而且JVM垃圾回收频率较高
　　　　c) 采用的算法和存放对象特点使得该区域JVM垃圾回收的效率也非常高

　　　　老生代区域特点： 

　　　　a) 将在"新生代"中生存了较长时间的对象转移过来
　　　　b) 区域一般要大一些而且增长的速度相对于"新生代"要慢一些
　　　　c) 垃圾回收的执行频率也会低很多

 　　空间分配担保：在发生Minor GC之前，虚拟机会先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有 对象总空间，如果这个条件成立，那么Minor GC可以确保是安全的。如果不成立，则虚拟机 会查看HandlePromotionFailure设置值是否允许担保失败。如果允许，那么会继续检查老年代 最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小，如果大于，将尝试着进行 一次Minor GC，尽管这次Minor GC是有风险的；如果小于，或者HandlePromotionFailure设置 不允许冒险，那这时也要改为进行一次Full GC。