JVM（二）——GC

• 引用类型

  • 强引用：类似Object o=new Object()这种引用。只要强引用还存在，对象不会被回收。

  • 软引用：对于软引用关联的对象，在系统将要发生内存溢出前，会被纳入回收范围，并进行第二次回收。

  • 弱引用：被弱引用关联的对象只能生存到下一次回收之前。无论内存是否足够都会被回收。

  • 虚引用：不会影响对象生存时间，也无法获得对象实例，对其唯一期望是关联的实例在被回收时收到一个系统通知。

• 对象回收

  • 引用计数法（Reference Counting）

    • 给对象中添加一个引用计数器，被引用时+1，失效时-1。任何时刻引用计数为0则对象不可再使用。 这种算法很难应对循环引用的情况。

  • 根搜索算法（GC Roots Tracing）

    • 当一个对象到GC Roots不可达时，证明此对象是不可用的。根搜索算法中，无法到达的对象并非立即回收，而是被标记一次后进行筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行finaliz()方法。存在该方法（未被调用 过）的对象，将被放置在名为F-Queue的队列，并在稍后有虚拟机建立一个低优先级的Finalizer线程执行（虚拟机不承诺该方法执行结束，不一定 会执行）， 稍后GC将对F-Queue进行第二次小规模标记，如果此时发现对象可达，将被移出即将回收集合。

    • 可作为GC根的对象包括

      • 虚拟机栈（中局部变量表）中引用的对象。

      • 方法区中类静态属性引用的对象。

      • 方法区中常量引用的对象。

      • 本地方法中JNI（java本地方法）的引用对象。

• 方法区回收

  • 废弃常量:与堆中实例回收类似（常量池中类、接口、方法、字段的符号引用也类似）。

  • 无用的类：堆中没有该类实例——加载该类的Classloader已被回收，该类对应的java.lang.Class对象没有引用，无法通过反射访问。

  • 大量使用反射、动态代理、CGLib等bytecode框架的场景，以及动态生成jsp或者osgi这类频繁自定义Classloader的场景都需要该功能

• 垃圾回收算法

  • 标记-清除算法（Mark-Sweep）

    • 算法:首先标记所有需要回收的对象，在标记完成后，统一回收所有被标记对象。

    • 优点：不存在循环引用问题。

    • 缺点:效率不高，会产生大量不连续内存碎片。

  • 复制算法（Copying）

    • 算法:将可用内存分为两块，每次只使用一块，回收时将此块内存中还生存的对象复制到另一块，把已使用的内存清理掉。

    • 优点:不会出现碎片问题。

    • 缺点:浪费。对象存活率较高时，效率降低。

  • 标记-整理算法（Mark-Compact）

    • 算法:与标记-清除算法类似，只是不直接回清除，而是让所有对象向一端移动，然后清理掉端边界以外的内存。

  • 分代收集算法（Genrerational Collection）

    • 算法:根据对象存活周期划分内存为几块，一般是把堆分为新生代和老年代，根据各个时代不同，采用不同算法。

• 垃圾收集器

  • 示意图

• • Serial

    • 单线程垃圾收集器，运行时停止其他线程直到GC结束。

    • 新生代：复制算法。

    • 老年代：标记-整理算法。

  • ParNew

    • Serial的多线程版本。

    • 新生代：复制算法。并行。

    • 老年代：标记-整理算法。串行。

  • Parallel Scavenge

    • 新生代收集器，使用复制算法。并行。类似ParNew收集器，此收集器更关注系统的吞吐量。可以通过参数来打开自适应调节策略，虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，动态调整这些参数以提供最合适的停顿时间或最大的吞吐量；也可以通过参数控制GC的时间不大于多少毫秒或者比例。

  • Serial Old

    • 老年代收集器，使用标记-整理算法。串行。

  • Parallel Old

    • Parallel Scavenge的老年代版本。使用标记-整理算法。并行。

  • Cms

    • 以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。标记-清除算法。

    • 步骤：

      • 初始标记：快速标记GC根能连接的对象。

      • 并发标记：根搜索，标记待回收。

      • 重新标记：应对标记期间变动的对象的标记记录。

      • 并发清除：回收。

    • CPU敏感。

    • 无法处理浮动垃圾：一些在本次GC过程中生成的数据，只能留待下一次GC。如果GC过程中预留内存无法满足，会抛出Concurrent Mode Failure后，启动Serial Old进行老年代垃圾收集。

    • 标记-清除算法会产生大量空间碎片，在无法为对象找到足够的连续空间时，会触发Full GC。

  • G1

    • 基于标记-整理算法实现，可以精确控制停顿。

• 内存分配与回收策略

  • 优先在eden分配。大对象直接进入老年代。长期存活对象将进入老年代。