深入了解Java虚拟机

一、垃圾收集

Java虚拟机堆不停的运转java由程序创建的所有对象。当一个对象不再被引用，它使用堆空间能够被回收，以便兴许的新对象所使用。

垃圾收集器必须能够断定哪些对象是不再被引用的，而且能够把它们所占领的堆空间释放出来。在释放不再被引用的对象的过程中，垃圾收集器运行将要被释放的对象的终结方法（finalizer）。

除了释放不再被引用的对象，垃圾收集器还要处理堆碎片。在一个虚拟内存系统中，增长的堆所须要的额外分页（或交换）空间会影响运行程序的性能。

垃圾收集

垃圾收集算法要做两件事情

1）检測出垃圾对象

2）回收垃圾对象所使用的堆空间并还给程序

垃圾检測通常通过建立一个根对象的集合而且检查从这些根对象開始的可触及性来实现。假设正在运行的程序能够訪问到的根对象和某个对象之前存在引用路径。这个对象就是可触及的。对于程序来说。根对象总是能够訪问的。

从这个根对象開始，不论什么能够被触及的对象都被觉得是活动对象。无法被触及的对象被觉得是垃圾，由于它们不在影响程序的运行。

 java虚拟机的根对象集合依据实现而不同，可是总会包括局部变量中的对象引用和栈帧的操作数栈（以及类变量中的对象引用）。

还有一个根对象的来源是被载入的类的常量池中的对象引用。比方字符串。还有一个来源是传递到本地方法中的，没有被本地方法释放的对象引用。还有一个潜在的根对象的来源是，java虚拟机运行时数据区中从垃圾收集器的堆中分配的部分。
 区分活动对象和垃圾的两个基本方法是引用计数和跟踪。
 引用计数垃圾收集器通过为堆中的每个对象保存一个计数来区分活动对象和垃圾对象。这个计数记录下了对那个对象的引用次数。
 跟踪垃圾收集器实际上追踪从根结点開始的引用图。在追踪中遇上的对象以某种方式打上标记，当追踪结束时，没有被打上标记的对象就是被断定是不可触及的，能够被当作垃圾收集。
 java程序的退出有两种机制:一种是程序运行完毕,自然退出.还有一种是抛出异常或者错误退出.
 //因此当主线程启动一个子线程,而且主线程以以上不论什么一种方式退出后.
 子线程是否继续运行取决于这个线程是用户线程还是守护线程.假设该子线程是用户线程,该子线程会继续运行.
 假设该子线程是守护线程,该子线程会终结.//
 //这里写得有问题
 应该是java程序启动一个线程,而且java程序以以上不论什么一种方式退出后.
 在主线程退出,在jvm退出之前.jvm会推断当前的进程.
 假设在没实用户进程(有或没有守护线程)的情况下,jvm会退出该线程是否继续运行取决于这个线程是用户线程还是守护线程.假设该线程是用户线程,该线程会继续运行. 假设该线程是守护线程,该线程会终结.

引用计数

堆中每个对象都有一个引用计数。当一个对象被创建了，而且指向该对象的引用被分配给一个变量，这个对象的引用计数被置为1.当不论什么其它变量被赋值为对这个对象的引用时,计数加1。

当一个对象的引用超过了生存期或者被设置一个新的值时，对象的引用计数减1.不论什么引用数为0的对象能够被当作垃圾收集。当一个对象被垃圾收集的时候，它引用的不论什么对象计数值减1.在这样的方法中，一个对象被垃圾收集后可能导致兴许其它对象的垃圾收集工作。

优点是，垃圾收集工作能够非常快运行。缺点是。无法检測出两个或者很多其它对象循环引用的情况。

跟踪收集器

跟踪从根结点開始的对象引用图。

在追踪的过程中遇到的对象以某种方式打上标记。当跟踪结束时，未被标记的对象就知道是无法触及的，从而能够被收集。（标记并清除）

堆碎片收集

标记并清楚收集器使用两种策略：压缩和拷贝，来高速移动对象来降低堆碎片。

压缩收集器将活动的对象移动到堆的一端。堆的还有一端出现一个大的连续空暇区。

全部被移动的对象的引用也会被更新，指向新位置。

拷贝收集器把全部的活动对象移动到一个新的位置。在拷贝过程中。它们被紧挨着排放，能够消除原本在旧区域的空隙。

一般的拷贝收集器算法为“停止并拷贝”。

在这个方法中。堆被分为两个区域，不论什么时候都仅仅能使用当中一个。

按代收集的收集器

拷贝收集器的缺点：

1）大多数程序创建的大部分对象都具有非常短的生命周期。

2）大多数程序都创建一些具有非常长生命周期的对象。

拷贝收集器浪费效率的一点是，它们每次都把生命周期长的对象来回拷贝，消耗大量的时间。

按代收集器通过把对象依照寿命来分组来解决这个效率底下的问题，很多其它地收集哪些那些短暂出现的年幼对象。

堆被分成多个子堆，每个堆为一代。最年幼的堆进行最频繁的垃圾收集。假设一个相对年幼的对象经历了好几次垃圾收集后仍然存在，那么这个对象就成长成寿命更高的一代，转移到还有一个子堆。

大范围的垃圾收集会占用大量的资源和时间，可能会导致暂停和无法满足实时系统的要求。因此，使用渐进式的收集算法。

火车算法是为了在成熟对象空间提供限度时间的渐进收集。

车厢，火车和火车站

火车算法把成熟对象空间划分为固定长度的内存块，算法每次在一个块中单独运行。每个块属于一个集合。

块被叫车厢，集合被叫做火车，成熟对象空间是火车站。火车被排序，块被附加到火车的尾部。

这样的方式表示出了成熟对象空间内全部块的整体排序。

车厢收集

火车算法运行的时候，要么收集最小数字火车中的最小数字车厢，要么收集整个最小数字火车。假设整个火车都是垃圾对象。那么整个火车都被收集。

否则，收集最小数字车厢。

收集最小数字车厢时，假设发现该车厢内部有被其它车厢引用对象则会转移到引用的车厢，如此循环，最后收集整个车厢。

收集最小数字火车时，假设发现该火车内有被其它火车引用对象则会转移到引用的火车。如此循环，最后收集整个火车。

记忆集合和流行对象

为了促进收集过程。火车算法使用了记忆集合。一个记忆集合是一个数据结构，包括全部对一节车厢或者一列火车的外部引用。一个空的记忆集合表明车厢或者火车中的对象都不再被车厢或者火车外的不论什么变量引用，能够被垃圾收集。

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