JVM垃圾收集

Posted 2022-10-10 zty-lyq

• 对象已死吗？

Java堆几乎存放了所有的对象实例，垃圾回收器在进行回收之前，首先确定的就是哪些对象存活，哪些对象死亡。

• 可达性分析算法：

由于引用计数算法无法处理“循环引用”的情况，所以主流的商用程序语言（Java、C#等）都是通过可达性分析来判定对象是否存活的。

这个算法的基本思想就是：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，搜索走过的路径称为引用链，当一个对象到CG Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象时不可用的。如上图

在Java语言中，可以作为GC Roots的对象包括下面几种：

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

• 回收方法区：

永久代的垃圾收集主要回收两部分内容：

• • • 废弃常量

假如一个字符串“abc”进入了常量池中，但是当前系统没有任何一个String对象是叫做“abc”的，换句话说，就是没有任何String对象引用常量池中的“abc”常量，也没有其他地方引用了这个字面量，如果此时发生内存回收，而且必要的话，这个“abc”会被系统清理出常量池。常量池中的其他类（接口）、方法、字段的符号引用与此类似。

• • • 无用的类（需要同时满足以下三点）

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

 

 

• 垃圾收集算法
• 标记清除算法（Mark-Sweep）

分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标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。它的不足之处主要有两个：一个是效率问题，标记和清除两个过程效率都不高；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，空间碎片太多可能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（Copying）

为了解决效率问题，复制算法出现了，它将可用的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一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次是对半个区域进行内存回收，内存分配的时候也不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动指针，按顺序分配即可。只是这种算法的代价过高，需要牺牲掉一半的内存。但是值得注意的是：现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代，IBM公司的专门研究表明，新生代中的对象98%是“朝生夕死”的，所以并不需要按照1：1的比例来划分内存空间，而是将内存分为一块较大的Eden和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一块Survivor空间上，最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间。HotSpot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例是8：1，也就是每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的90%(80%+10%)，只有10%的内存会被“浪费”。

• 标记整理算法（Mark-Compact）

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，效率将会贬低。更关键的是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以对应被使用的内存中所有对象都存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接采用这种算法。根据老年代的特点，有人提出了“标记-整理”算法，对于可回收对象不是直接清理，而是让存活的对象都向一段移动，然后直接清理掉边界以外的内存。

• 分代收集算法（Generational Collection）

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，每次垃圾收集时都有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法。而老年代中因为对象存活率较高、没有额外空间对他进行分配担保，就必须使用“标记-清理”或“标记-整理”算法进行回收。