垃圾收集器与内存分配策略

Posted 2020-08-22 玉树临枫

垃圾收集器与内存分配策略

一、GC收集器

1、GC回收需要思考的三件事：

a) 如何判断哪些内存需要回收？

b) 用什么回收？

c) 什么时候进行回收？

以下分别针对这个几个问题进行说明。

问题1：如何判断哪些内存需要回收？

判断方法有两种（HotSpot默认采用第二种）:

1.引用计数算法

给对象添加一个引用计数器，每当一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器都为0的对象就是不可能再被使用的。

2. 根搜索算法

通过“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堆，当一个对象到GCRoots 没有任何引用链相连，则证明此对象是不可用的。在java中可以做为GC Root对象的引用对象有下面几种：

虚拟机栈中引用的对象；

方法区中的类静态属性引用的对象；

方法区中常量引用的对象；

native方法引用的对象；

注：1) 每个对象的finalize()方法都只会被系统自动调用一次。

2) 在根搜索算法中不可达的对象，并不是“非死不可”的。这种对象可以进行自我拯救，在调用finalize()方法时将自己重新与引用链上的任何一个对象建立关联即可。但是如果面临对象的下一次回收，就无法进行自救了。

问题2：用什么回收？

用垃圾收集器进行回收，垃圾收集器基于垃圾算法进行垃圾回收的。

下面先介绍垃圾收集算法：

1. 标记-清除算法（最基础算法、适用于老年代）

原理: 算法分为两个标记和清除两个阶段，首先标记(根搜索算法)出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。

缺点：效率问题，在标记和清除过程中的效率都不高；空间问题，标记清除之后会产生大量的碎片,给以后的运行程序无法分配连续的内存.

2.复制算法(适用于新生代)

原理: 将可用的内存按容量分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块，当这一块内存用完了，就将还存活着的对象复制到另一块上去，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

1. 标记-整理算法（适用于老年代）

标记过程基于标记-清除算法一样，后续步骤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。

接下来介绍垃圾收集器：

1. Serial收集器(复制算法)：最悠久的收集器。特性：单线程收集器，在进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它收集结束（STW）。在Client模式下的虚拟机中选择Serial收集器是个很好的选择。

2. ParNew收集器(复制算法)：Serial收集器的多线程版本。是许多运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器。

3. Parallel Scanvenge收集器（复制算法）：并行又多线程的收集器，高吞吐量（运行代码时间/运行代码时间+垃圾收集时间）。

4. Serial old收集器(标记整理)

5. Parallel old收集器（标记整理算法）：主要与Parallel scanvenge收集器进行合并使用。

6. CMS收集器（标记清除法）

二、内存分配与回收策略　　

1、对象优先在Eden分配；当Eden区没有足够的空间进行分配时，虚拟机将发起一次MinorGC（新生代GC）。

2、大对象直接进入老年代。（有参数设置允许分配最大对象的内存大小）

3、长期存活的对象将进入老年代。（默认年龄15，也可设置）

4、动态年龄判断：如果在Survivor空间中相同年龄所有对象的大小的综合大于 Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代（不受参数限制了）

5、空间分配担保

Minor GC时，vm会检测每次晋升老年代的平均大小是否大于老年代的剩余空间大小，如果大于，直接改为Full GC。如果小于，查看是否允许担保;如果允许则进行Minor GC；如果不允许则进行Full GC。（问题3：什么时候回收？ ）