深入JVM《四》 GC算法与种类

Posted 2020-10-26 刍荛采葑菲

 

一、GC的概念

Garbage Collection 垃圾收集。

1960年 List 使用了GC。

Java中，GC的对象是堆空间和永久区。

 

 

二、 GC算法

 

1、 引用计数法（没有被java采用，在python中有）

    老牌垃圾回收算法。

    通过引用计算来回收垃圾。

    

    引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器就加1，当引用失效时，引用计数器就减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象A就不可能再被使用。

    

    问题：

        1、引用和去引用伴随加法和减法，影响性能

        2、很难处理循环引用，如果在根节点处以及不引用，但是子节点间互相引用，那么还是不能回收。

 

 

2、 标记清除

    现代垃圾回收算法的思想基础。

    标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。

    一种可行的实现是，在标记阶段，首先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象。因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。然后，在清除阶段，清除所有未被标记的对象。

 

 

3、标记压缩

    标记-压缩算法适合用于存活对象较多的场合，如老年代。

    它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。和标记-清除算法一样，标记-压缩算法也首先需要从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但之后，它并不简单的清理未标记的对象，而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后，清理边界外所有的空间。

 

4、复制算法

    与标记-清除算法相比，复制算法是一种相对高效的回收方法 。

    不适用于存活对象较多的场合 如老年代 。

    将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中，之后，清除正在使用的内存块中的所有对象，交换两个内存的角色，完成垃圾回收 。

 

    复制算法的最大问题是：空间浪费 

    

    我们整合标记清理思想来实现（分代GC算法）：

    在s0/s1区，每次复制回收都会让年龄加一。当到达某个年龄时，会认为是老年对象，直接从s区复制到老年代。

 

依据对象的存活周期进行分类，短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。

根据不同代的特点，选取合适的收集算法：

     少量对象存活【新生代】，适合复制算法 。（上图中的箭头都是复制算法）

    大量对象存活【老年代】，适合标记清理或者标记压缩 。（在老年代中使用）

 

三、可触及性

所有的算法，需要能够识别一个垃圾对象，因此需要给出一个可触及性的定义。

 

可触及性：

    1、可触及的：从根节点可以触及到这个对象

    2、可复活的 ：

            一旦所有引用被释放，就是可复活状态

            因为在finalize()中可能复活该对象

    3、不可触及的 （真正可以回收的对象）：

            在finalize()后，可能会进入不可触及状态

            不可触及的对象不可能复活

            可以回收

 

    finalize()只会被调用一次。

 

    

package com.jvm.stack;

public class CanReliveObj {
    public static CanReliveObj obj;

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("CanReliveObj finalize called");
        obj = this;// 在这里让obj对象指向自己，也就是对象复合了。
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "I am CanReliveObj";
    }

    public static void main(String[] args) throws
            InterruptedException {
        CanReliveObj obj = new CanReliveObj();
        obj = null;   //可复活
        System.gc();
        Thread.sleep(1000);
        if (obj == null) {
            System.out.println("obj 是 null");
        } else {
            System.out.println("obj 可用");
        }
        System.out.println("第二次gc");
        obj = null;    //不可复活
        System.gc();
        Thread.sleep(1000);
        if (obj == null) {
            System.out.println("obj 是 null");
        } else {
            System.out.println("obj 可用");
        }
    }
}

 

 

经验：

避免使用finalize()，操作不慎可能导致错误。（如果第二次obj=null不设置，那么将导致obj不会被回收）

优先级低，何时被调用， 不确定

因为何时发生GC不确定

可以使用try-catch-finally来替代它

 

 

根的定义：

栈中引用的对象

方法区中静态成员或者常量引用的对象（全局对象）

JNI方法栈中引用对象

    

 

四、Stop-The-World 

Java中一种全局暂停的现象。

全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互。

多半由于GC引起 。

    Dump线程

    死锁检查

    堆Dump

 

 

GC时为什么会有全局停顿？

         类比在聚会时打扫房间，聚会时很乱，又有新的垃圾产生，房间永远打扫不干净。

        只有让大家停止活动了，才能将房间打扫干净。

        

        新生代的GC非常短。

        老年代的GC有时候比较短，有时候很长。（有可能会几分钟设置几十分钟）

 

危害

    长时间服务停止，没有响应 。

    遇到HA系统，可能引起主备切换，严重危害生产环境。

 

 

 

 

 

 

 

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