jvm垃圾收集小记

垃圾收集是java与c/c++的最大不同。有了jvm的自动垃圾收集机制，就可以让程序员专注于程序逻辑开发，

而不是花费大量的时间是考虑一个变量应该在什么时候去释放。

下面我们就来简单说一下java的垃圾收集相关的一些东西

首先一下问题是，jvm是如何判断一个对象已经变成了”垃圾“的呢？

两个方法：

1）引用记数法：

　　为每个对象保存一个引用的数量，每增加一个引用这个值就加1，每减少一个引用就减1.如果这个记数变为

0了，就说明这个对象已经不再被使用了。那么jvm就认为这个对象是可以回收的了。

　　但是这个方法有一个缺点，就是无法解决循环引用的问题。A引用B，B也引用A，如果A，B两个对象都不再

被使用了，那么这两个对象其实都是可以被回收的，但是他们的引用记数不为0.所以用这个办法就没有办法回收了。

2）要搜索算法：

　　从一系列的”GC Roots“对象开始向下搜索，搜索走过的路径称为引用链。当一个对象到”GC Roots“之间没有

引用链时，被称为引用不过达。引用不可到的对象被认为是可回收的对象。

　　java中可以当做为”GC Roots“对象的包括

　　　　1：jvm虚拟机栈（栈帧中的局部变量表）中引用的对象

　　　　2：方法区中的类静态属性引用的对象

　　　　3：常量池中的常量引用的对象

　　　　4：本地方法栈JNI（native方法）中的引用的对象

　　根搜索算法判断对象是否存活，与对象的引用有关。java中有4种引用，强、软、弱、虚，这4种引用的强度依

次降低。

　　强引用就好像是生活必须品,在java语言中存在最普遍的一种引用,就比较"Object obj = new Object()"这种,

只要强引用存在,垃圾收集器就不会对对象进行回收

　　软引用是还有些用处,但不是必须的.在内存充足的时候垃圾收集顺并不会对这些对象进行收集,但是当内存不足的时候,

这些对象就要被划分到回收的范围内了,但是也不是马上回回收,软引用对象至少要经过2个GC周期才能回收干净.

　　弱引用是一种比软引用还要弱的引用,这种对象只要发生了GC就回被回收.

　　虚引用是最弱的一种引用,他的存在并不会影响对象的寿命.不能通过虚引用得到对象的实例.加入虚引用只是为了在对象被回收时能够收到系统的知道.

根搜索算法中不可达的对象也不是”非死不可的“，这时候只是处于”缓刑“期。一个对象要被”处死“，最少要经过两

个标记阶段。

　　当对象第一次引用不可达时，对象会被标记和筛选。如果这个对象没有重写Object的finalize方法或是finalize

方法已经被调用过了，那么这个对象在下次gc的时候就会被回收了。

　　如果这个对象重写了finalize方法，那么jvm会把这个对象放入一个F-Queue队列中。这个队列中的所有对象都会

等待finalize方法被执行，finalize方法是对象最后一次也是唯一一次逃脱被回收命运的机会。随后jvm会创建一条低优先

级的线程去执行F-Queue中的对象的finalize方法，但是JVM并不保证会等待这个方法会执行完，所以这个方法也不能保证

一定会被执行。执行完这个方法后这个对象又回被标记一次，在下次搜索标记的时候如果这个对象还是”不可达的“，那么

这个对象就回被真正的回收。

下面再说一下jvm有哪些垃圾回收算法，通常大家说的就是4种：

　　1）标记--清除 算法

　　　　这个算法就是把”垃圾“对象标记出来，然后就直接回收掉了。所以这个算法就有一个很明显的缺点，会产生很

多的内存碎片。

　　2）复制 算法

　　　　这个算法就是把内存分为两块空间，每次只使用其中的一块。垃圾收集的时候把不需要回收的对象复制到另一块没有

使用的内存中去。这样就在回收的同时对内存进行了整理。但是这也有一个缺点，就是需要额外的内存空间，内存空间利用率

只有一半。这在内存紧张的境况下是不行的。

　　3）标记--整理 算法

　　　　这个算法就是把”垃圾“对象标记出来，然后把所有不需要回收的对象从内存的一端移到的另一端，这个算法是对标记

清除的改进，回收的同时还对碎片进行了整理。

　　4）分代收集

　　这个其实不应该叫垃圾回收算法，应该算是一种垃圾收集策略。 这种做法是把内存划分成不同的区域，通常叫做”青年代“和

”老年代“。而”青年代“又分为Eden区和survivor区，survivor区又分为from和to两个区

　　jvm对不同的区域采用不同的回收算法。 ”青年代“区域比较小，存放的对象都是寿命很短的对象，因此采用的是复制算法,

而"老年代"都是生存期比较久的对象,适合采用标记--清除和标记--整理算法

　最后说下垃圾收集器

　　1) Serial收集器

　　　　serial收集器是client级虚拟机(windows上的32位jvm或者运行在单cpu上的jvm)的默认收集器.

它的特点是单线程,在minor GC和full GC的时候都要把应用暂停.在full GC的时候他会对老年代的对象进行

压缩整理.

　　2)throughput收集器

　　　　throughput收集器是server级虚拟机(多cpu的unix或64位jvm)上的默认收集器.它的特殊是在垃圾收集

的时候是多线程进行的,能够最大限度的发挥应用的吞吐量.并且throughput收集器在垃圾收集的时候会进行碎片整理,

同样的缺点是也是在full GC的时候回暂停应用的所有线程.

　　3) CMS收集器

　　　　CMS收集器也是多线程进行垃圾收集的,并且他消除了throughput在full GC的时候会暂停应用的缺点,

CMS会定时的对老年代的对象进行扫描,并及时的进行回收.CMS只在minor GC和后台扫描时发生极其短暂的停顿.

这个代价是需要花费额外的CPU使用.CMS的缺点是在对老年代对象回收的时候没有进行碎片整理.如果碎片太多,没有

办法存放对象,或者CPU无法满足时,CMS收集器将退化到serial收集器,对碎片进行压缩整理和垃圾收集,之后就又回恢复

到多线程方式

　　4) G1收集器

G1收集器的设计初衷是为了尽量缩短处理超大堆(大于4G)时产生的停顿的,G1属于concurrent收集器,也是多线程进行垃圾

收集,但是它比CMS收集器发生full GC的概率更小,并且G1收集器在垃圾收集时会进行碎片整理.

垃圾收集器的选择要根据具体的物理机的特点,加上一些会理的参数设置,才能使应用更好的发挥效率.

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