java内功 ---- jvm虚拟机原理总结，侧重于GC

写作日期 2016-08-22-23

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参考资料：《深入理解java虚拟机》、《thinking in java》、《Effective Java》

直接从最要紧的地方讲，Java GC算法。需说明一点，GC机制只是涉及堆内存的。因为堆内存是动态的，在程序运行期间分配的。

一.判断什么需要被回收：

1.引用计数法

问题在于两个对象互相引用，然后各种指向null。堆内存中的对象是不会被回收的。

上图是体现一种变化，绘画技巧不行，用绿框表示对象成员，两个对象互相指向。

依据引用计数法，当a=null,b=null。A、B不会被回收内存，因为他们互相引用。

2,可达性分析算法

为了解决引用计数的缺陷，引入可达性分析算法。

GC Root：

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。

对于之前的例子。当a、b(栈中的变量)指向A、B(堆中的变量)时 ，A与B是GC Root。当a=null、b=null。A与B不再是GC Root，虽然A与B相互引用，但没有与其它任何GC Root可达。所以A与B，会被回收。

3.方法区的回收

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。废弃常量的回收与对象的回收是一个道理。

重点谈废弃的类需满足的几点：

1，该类的所有实例都已被回收

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到该方法

二，垃圾收集算法：

1.标记-清除

分为，标记和清楚两个阶段，想想便知道，会留下很多内存碎片。

2.复制算法

将内存分为8：1：1。8的部分为Eden，1的部分为Survivor。

首先是使用Eden部分内存，按照1的标记-清除算法来，做垃圾收集，自然会产生碎片。当Eden部分内存不够时，就将活着的对象都放入一个Survivor。此时Eden为空。继续分配对象内存、同时也就继续回收。这时那个装载着存活对象的survivor也在做着垃圾回收。当Eden或这个survivor内存不够用的时候，便将二者内存里活着的对象都放入另一个surviror。如此循环往复。

3.标记-整理

与标记-清除相对，是一种标记后不直接清除，而是将所有活着的对象像一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。

不同场合应当使用不同的垃圾回收算法，当前商业虚拟机的垃圾回收都采用“分代收集”算法。新生代死亡率高，采用复制算法，老年代存活率高，采用标记-清除或者标记-整理。

 

三，实用性建议

最后我们看下《Effective Java》一书给出的实用性建议：

1.消除过期的对象引用

了解了上述判断对象是否该回收的内容后，你就知道，如果堆内存里的对象被栈内存的变量所引用时，这块对象内存是不会被回收的。这便是java的内存泄漏。其逻辑在于，虽然Java的GC很有效，但一个应当释放的堆一直被你引用着，GC程序是没法给它判死刑的。

2.避免使用总结方法

终结方法（finalizer）通常是不可预测的，也是很危险的，一般情况下是不必要的。使用终结方法会导致行为不稳定，降低性能，以及可移植性问题。

这两点结合起来看，就是java不像C++有好用的delete方法来释放对象内存，java需要依赖GC，但是java要保证及时释放引用，以保证不会内存泄漏。