Java中的垃圾回收

Posted 2020-07-29

关于垃圾回收，主要是两个步骤：

1. 垃圾对象的判断
2. 垃圾对象的回收

垃圾对象的判断方法

1. 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，就是垃圾对象。
2. 可达性分析算法：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，当一个对象到GC Roots没有任何路径相连（用图论的话来说，就是从GC Roots到这个对象不可达）时，则此对象为垃圾对象。

那么，哪些对象可以被认为是“GC Roots”对象呢，如下

• Class - 由系统类加载器加载的对象，这些类是不能够被回收的，他们可以以静态字段的方式保存持有其它对象。
• Thread - 活着的线程
• Stack Local - Java方法的local变量或参数
• JNI Local - JNI方法的local变量或参数
• JNI Global - 全局JNI引用
• Monitor Used - 用于同步的监控对象
• Held by JVM - 用于JVM特殊目的由GC保留的对象，但实际上这个与JVM的实现是有关的。可能已知的一些类型是：系统类加载器、一些JVM知道的重要的异常类、一些用于处理异常的预分配对象以及一些自定义的类加载器等。然而，JVM并没有为这些对象提供其它的信息，因此就只有留给分析分员去确定哪些是属于"JVM持有"的了。

垃圾对象的回收方法

先来看下垃圾回收的三种算法

复制算法

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。

“标记-清除”（Mark-Sweep）算法

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；

它主要有两个不足：一个是效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高；另一个是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片；

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。

那么，垃圾对象是如何回收的呢？答案是分代回收。

分代回收策略

　　不同的对象的生命周期是不一样的。因此，不同生命周期的对象可以采取不同的收集方式，以便提高回收效率。分代垃圾回收采用分治的思想，进行代的划分，把不同生命周期的对象放在不同代上，不同代上采用最适合它的垃圾回收方式进行回收。

　　一般，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，有大批对象死去，只有少量存活，一般选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。新生代分三个区。一个Eden区，两个Survivor区(救助空间，一般而言)。大部分对象在Eden区中生成，当Eden区满时，还存活的对象将被复制到Survivor区（两个中的一个）；新创建的对象的内存都分配自eden，Minor collection的过程就是将eden和在survivor space中的活对象copy到空闲survivor space中，对象在新生代里经历了一定次数(可以通过参数配置)的minor collection后，就会被移到老年代中，称为tenuring。

　　老年代中因为对象存活率高，不需要大量清理或整理，因此使用“标记—清理”或者“标记—整理”算法来进行回收。

　　GC分为两种，Scavenge GC和Full GC；

• Scavenge GC：对Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。
• Full GC：对整个堆进行GC，包括Young、Tenured和Perm。在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于FullGC的调节。尽可能减少Full GC的次数

　　有如下原因可能导致Full GC：

• 年老代（Tenured）被写满
• 持久代（Perm）被写满
• System.gc()被显示调用
• 上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

 

参考：

《深入理解Java虚拟机》

http://blog.csdn.net/fenglibing/article/details/8928927