jvm探秘之三：GC初步

GC即垃圾收集器，虚拟机的必要组成部分。

不过这里说当然是，hotspot虚拟机（jvm的主要版本）的GC机制，前面说过了jvm的组成部分，那么想当然GC只需要负责方法区和堆就好了，虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器随线程而生，随线程而死，为毛要回收内存？

先说堆，它分为新生代和老生代，这两个东西貌似没说过，这里说一下。为了便于管理和维护，写出更优化的内存管理，jvm将堆分为新生代和老生代，新生代存储的大多都是朝生夕死的对象实例，通过众多的实验证明，一个程序的运行中这种实例往往很多，他们存在不了多少时间，所以放在新生代就够了。这就说明了一个对象被实例化之后往往都是放在新生代，如果长时间回收不掉，它依然坚挺，那么这个对象实例就会进入老生代长久保存。堆分代的重要性和实用性特别明显，减去了大量的不必要的GC时间。

标记对象：可达性分析算法

当新生代到达了某种条件，jvm将自动启动GC，首先，GC将创建若干个“GC Roots"对象作为回收起点，通过这些起点遍历所有通过引用能到达的实例，就像遍历一张图一样，那些没有被遍历到的点，就是孤点没有用处了，那么什么东西可以作为”GC Roots"呢？ 嘿嘿，想一想就马上出答案了，就是常量池和虚拟机栈变量表里的那些对象引用啊！这个思想很简单，用来标记对象是否可清除。

这里就说明了一个编程的良好习惯，尽量把不用的对象引用赋空，以便GC回收。

新生代算法：复制算法

这是目前新生代GC主流算法，大意是将新生代分为两块，一块使用，另一块被保留，当内存不够时，便触发GC将有用的实例复制到被保留的那块内存去，然后便整块擦除。由于只有少量的对象得到保存，所以这种算法运行起来快了许多。

老生代算法：标记-整理算法

无论什么老年代GC收集器，貌似用的都是这个算法，将标记的内存块向一端移动，清理另一端，这种方法的效率目前没有具体的感受。

SUN公司（现在是谷歌了）开发了多种GC，已适用多变的内存状况。嗯，说了这么多，有一个重点落下了，就是GC如何启动？ 这里需要考虑一个重要的问题，GC启动之后所有事物必须静止！这个很容易想明白，如果GC正在清扫内存，其他的线程照样该咋办咋办，往堆里填对象，GC一边扫，他们一边添，那内存能干净吗？数据能稳定吗？ 所以GC启动之后所有的线程全部停止了！那么问题又来了，那么多线程怎么让他们说停就停呢？原来JVM在程序运行期间设置多个安全点，如果内存需要清理，那么众多的线程就会在某个安全点停下，待所有线程全部停止后，GC便开始打扫了。

好吧，这是JVM的一大硬伤，虽然GC的优化一直在继续，但运行GC永远需要时间，所以程序永远需要停顿，这对使用者来说是无法忍受的，幸好如今的GC清理几百兆的内存仅需几百毫秒，几乎感不到程序的停顿，但这只是几百兆。。。为什么JAVA写不了游戏呢？排除其他因素，GC时间对于游戏来说就是致命的了，这相当于自带延迟。