深入理解JVM虚拟机----垃圾回收

垃圾回收的主要内容就是
1.什么样的对象该回收，如何判断
2 回收哪里，
3 怎样回收
4 什么时候回收
5 垃圾收集器

一对象回收可回收的判断标准

1 引用计数法：给对象一个引用计数器，没当有一个引用的时候计数器加1
优点：实现简单
缺点：没法解决循环引用

2可行性分析法：从一个GCRoot出发，进行图的深度遍历。
问：什么的对象可以选取为GCRoot？
答：局部变量表，本地缓存如包装类Integer,常量池，Class对象的属性
问：那这么多GCRoots，改如何选呢？
答：1栈的全遍历，JVM开始从一些已知位置（例如说JVM栈）开始扫描内存，实现简单，但是十分耗时。
2 就是时间换空间，某个时候把栈上代表引用的位置全部记录下来，这样到真正 gc 的时候就可以直接读取，而不用再一点一点的扫描了。事实上，大部分主流的虚拟机也正是这么做的，比如 HotSpot ，它使用一种叫做 OopMap 的数据结构来记录这类信息。而且精准。在GCRoot枚举的时候是会有Stopworld;
问：什么是安全点和安全区域
答：OopMap不是在任何时候都会去更新OopMap,这样会浪费很多内存，而是在特点的位置记录这个，来更新OopMap。这样的点不能选取太少，让GC收集器等太久，也不能选的太多，以至于频繁的更新oopMap加大内存。选取的一般是方法调用，或者循环这类地方作为安全点。还有就是在GC发生时如何让所有线程跑到最近的安全点。安全区域是对安全的点扩展，在安全区域内是不会发生引用关系的改变。在某些时候，线程是没法执行的（例如slepp或者阻塞），在线程进入安全区域的时候会有一个标志，离开的时候回取消标志。
问：抢占式中断和主动式中断的区别
答：抢占式中断，在GC时让所有线程都中断，当发现有线程没有到达安全点事会让它继续执行，这样比较浪费是GC时间
主动式中断，就是让线程循环去访问一个中断标志，如果中断标志是1，则会跑到最近的安全点。
问：并发的可达分性如何保证正确的（如何解决对象消失问题）
1在进行并发标记的时候，用户线程修改对象的引用导致，本该消失的对象没有被回收。这就产生了浮动垃圾。
2 还有一种就是对象消失，用户线程修改了对象引用，但是被标记为要回收。解决这个问题有2个方法
1）增量更新：把线程的更新记录下来，然后在重新标记中进行修正，从记录中的对象开始遍历(CMS垃圾回收器就是这样工作的)
2）原始快照：把线程的更新记录下来，然后把删除记录的对象标记为灰色，在重新标记中进行修正，从灰色对象开始遍历（G1收集器）

二回收算法

1标记清算法：先标记在清除
优点：实现简单
缺点：容易产生内存碎片
2标记复制法：空出一片空间，标记后把活的对象移到另一边
优点：没有内存碎片
缺点：浪费空间
3标记整理法：把活的对象全部移到一起
优点：没有内存碎片，空间利用率高
缺点：有stopworld，且实现复杂
目前的JVM都是采用分代收集，不同的年龄段采用不同的算法

三收集器

1 Serial 单线程收集器：会有stopWorld
2 ParNew 并发收集器：并发收集器也会有StopWorld
3 Parallel Scavenge 吞吐量收集器：吞吐量= 用户代码运行时间/(GC+用户代码运行时间)
4Serial old 老年代收集器：
5 paraller old 老年代并发收集器
6CMSCMS(Concurrent Mark Sweep)收集器：
是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。采用 标记-清除 算法。
整个过程需要4个步骤：
初始标记：需要“Stop The World”，标记一下GC Roots能直接关联到的对象，速度很快。
并发标记：是进行GC Roots Tracing的过程。
重新标记：需要“Stop The World”，修正并发标记期间，用户程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分标记。停顿时间稍长，但比初始标记短。
标记清除：和用户线程并发的收集垃圾清理工作。
由于CMS在并发清除的时候无法解决浮动垃圾（并发标记和并发清理中产生的死亡对象）会导致进行一次StopWorld的FullGC，而且CMS是才用标记清除法会导致内存碎片，最终会触发FullGC
7G1收集器：
G1收集器将整个堆划分成多个相同大小的独立区域（Region），并维护一个优先列表，用于跟踪记录每一个Region的回收价值（根据回收获得的空间大小以及回收所需的时间确定），每次在允许的时间内，优先回收价值最大的Region（这就是Garbage-First名称的由来）。它代表 Humongous，这表示这些 Region 存储的是巨型对象（humongous object，H-obj），当新建对象大小超过 Region 大小一半时，直接在新的一个或多个连续 Region 中分配，并标记为H。
虚拟机为了防止G1收集器扫描全部Region或者其他收集器扫描新生代以及老年代。G1中Region的对象引用以及其他收集器新生代与老年代之间的对象引用，虚拟机使用Remembered Set（RSet）来避免进行全堆扫描。
G1运行大致可以分为：
1、初始标记：标记一下GC Roots能直接关联到的对象。
2、并发标记：从GC Roots开始进行可达性分析。
3、最终标记：修正并发标记期间用户程序运行导致的标记变动。
4、筛选回收：进行Region的回收价值排序并进行垃圾回收
（比较复杂------待更新）

四JVM调优
1 对象有限在Eden区分配
2 大对象直接分配在old区（可以配置）
3 经历过一定次数的的对象会 被移动到old区（默认15次，可以调整）
4 动态年龄：如果s区相同年龄的对象综合大于s区一半的话，则年龄大于这个年龄的对象直接进入old区
5空间担保：再进行minorGC，old区是否有一块大小大于平均晋升到old区的连续空间，如果有则进行minorGC，否则进行FullGC
6如果经常进行FullG：可以考虑是否是eden区太小，Old区太小或者，设定的年龄门槛太小。