GC+JVM

1.内存管理模型

①以对象的方式管理内存，每个对象占据内存中连续的一段，分配在堆中。对象引用可以指向堆中的其他对象。非基本数据类型的对象等价于数据引用。

②基于栈和堆的内存管理都是动态分配，即在运行时动态分配内存，建立新的内存对象。而静态内存分配在编译阶段就已经确定好了内存分配。

③每个线程都有其线程栈，各自管理，彼此之间不可见。多线程之间传递数据，通过复制而非引用。栈无法支持复杂的数据类型。所有的局部的基本数据类型都在栈上创建。

④本地方法栈、PC

⑤Method Area（hotspot中称为perm，是堆的一部分，后改名metaspace）储存类信息、常量、静态变量。

总结各个变量、引用的存储位置：

栈：方法中基本类型变量及其值，方法中引用类型变量的引用

堆：方法中引用类型变量的实体对象，类的非静态成员变量（包括基本类型变量，引用类型变量）

方法区（也可以说是堆中）：已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据

2.GC中的基本概念

①根对象：判断可达性的起点，主要包括寄存器、静态区域数据、栈中数据所指的对象

②可达对象（活对象）：从root可达的对象

③不可达对象（死对象）：从root不可达的对象

④幽灵时间：对象从不可达到被回收的时间

3.四种GC策略

①引用计数：

为每个对象储存一个计数器，当有其他引用指向他的时候计数器+1，当其他引用与其断开连接时计数器-1，当计数器为0时回收。

优点：幽灵时间短

缺点：不全面容易漏、对并发支持弱、占用额外内存空间较大。

②标记-清除:

分为标记、清除两个阶段。标记阶段就是标注对象的活性（每个对象有一个标记位）。清除阶段就是清除被标记为死亡的对象。

优点：便于理解、操作时间短、与mutator松耦合、不移动对象。

缺点：需要停止程序以进行mark和sweep，导致幽灵时间过长，影响了程序本身的性能；造成了内存碎片化。

③标记-整理

和标记清除基本相似，唯一的区别在于回收的时候，把垃圾全都放到前面，把有用的放到后面，然后把前面的收走。

优点：避免碎片化

缺点：时间开销大，影响程序性能。

④复制

它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用的内存空间一次清理掉。

优点：不容易产生内存碎片、分配内存开销比较小

缺点：空间开销大、随着对象数量的增加复制的代价也不断增大。

4.内存分区

分为新生代、老生代、永久代。

①新生代

又分为伊甸园、两个存活区

为了减少gc代价，使用copy进行垃圾回收。

当java分配对象堆内存的时候，首先在伊甸园进行分配。

当伊甸园满的时候，启动Minor GC，将伊甸园中的被引用的对象转移到S0生存区

伊甸园再次满的时候，第二次启动Minor GC，伊甸园和S0中的被引用对象转移到S1生存区。

第三次启动的时候，伊甸园和S1中的被引用对象转移到S0生存区。

如此进行下去，对于一个对象来说，他每在垃圾回收中存活一次，它的“代”就增加一次。

如果一个对象的代的数量超过某个临界值，下一次Minor GC中它将被转移到老生代。

②老生代

这一部分一般采用标记-整理、标记-清理等算法。

由新生代中代数比较大的对象复制而来。

如果老生代满了，就会触发Full GC

如果这一部分满了，则无法触发Minor GC

③永久代

如果这一部分满了，即无法分配更多储存元数据的空间，也启动Full GC

5.JVM性能调优

主要着手于垃圾处理部分，控制GC时长、GC频率

指定大小时，一般用<n>[g|m|k]这种形式，分别对应nGB，nMB，nKB这三种大小

System.gc()可以手动请求垃圾回收。

常用命令行参数：

-verbose:gc 输出每次gc的信息

-Xms<size> 初始堆大小

-Xmx<size> 最大堆大小

-XX:NewSize=<size> 初始年轻代大小（老生代初始大小为xms-newsize）

-XX:MaxNewSize=<size> 最大年轻代大小（老生代最大大小为xmx-maxnewsize）

-XX:NewRatio=<n> 新生代与老生代的比例是1：n，即新生代占堆的总内存的1/（n+1）

-XX:SurvivorRatio=<n> 伊甸园与存活区的比例是n：1，即每个存活区占新生代的1/（2+n）

-XX:MaxHeapFreeRatio=<n> 在一个代中，如果空闲内存的比例超过n%，这个代就会压缩，把空闲内存比例维持在n%以下

-XX:MinHeapFreeRatio=<n>在一个代中，如果空闲内存的比例低于n%，这个代就会扩张，把空闲内存的比例维持在n%以上

-XX:+PrintGC 打印GC信息

-XX:+PrintGCDetails 打印GC详细信息

-Xloggc:filename 将GC信息打印到日志文件中去

-XX:+UseSerialGC 对所有gc使用串行处理

-XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=n 对新生代使用并行GC算法，并制定线程数

XX:+UseParallelOldGC 对新生代、老生代都使用并行GC算法。

-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:ParallelCMSThreads=n 对老生代使用多线程的标记-清理算法，并指定线程数量。

–XX:+UseG1GC 对于较大容量的堆使用的一种新的垃圾回收算法。