运行时数据区分为了两部分,分别为线程共享区和线程独占区。
为每一个创建的对象分配一个引用计数器,用来存储该对象被引用的个数。当该个数为零,意味着没有人再使用这个对象,可以认为“对象死亡”。每当有一个地方去引用它时候,引用计数器就增加1。但是这种方案存在严重的问题,就是无法检测“循环引用”,当两个对象互相引用,它俩的计数都不为零,因此永远不会被回收。而实际上对于开发者而言,这两个对象已经完全没有用处了。两个类相互是对方的成员变量,toString的时候相互调用,造成循环引用。因此,Java里没有采用这样的方案来判定对象的“存活性”。
基本思路是把所有引用的对象想象成一棵树,从树的根结点GC Roots出发,持续遍历找出所有连接的树枝对象,这些对象则被称为“可达”对象,或称“存活”对象。不能到达的则被可回收对象。
首先我们先确定哪些是垃圾,哪些是存活对象,哪些是空白区域。
第一步(标记),利用可达性遍历内存,把存活对象和垃圾对象进行标记。第二步(清理),我们再遍历一遍,把所有垃圾对象所占空间直接清空即可。简单方便,但容易产生碎片。
结果如下:
第一步(标记):利用可达性遍历内存,把存活对象和垃圾对象进行标记。第二步(整理):把所有存活对象堆到同一个地方,这样就没有内存碎片了。适合存活对象多,垃圾少的情况。需要整理的过程
将内存按照容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块。当这一块用完了,就将还活着的对象复制到另一块上,然后再把使用过的内存空间一次性清理掉。不会产生碎片,但内存利用率太低,只用了一半。
方法区又叫做永久代。永久代的垃圾回收主要有两部分:废弃常量和无用的类。判断是否有用,之后回收
首先是废弃常量垃圾回收的一般步骤:
第一步:判定一个常量是否是废弃常量(没有任何一个地方对这个常量进行引用就表示是废弃常量)
第二步:垃圾回收
然后是无用的类垃圾回收的一般步骤:
第一步:判定一个类是否是“无用的类”(Java堆中不存在该类的任何实例,也就是该类的所有实例都被回收加载该类的ClassLoader已经被回收该类对应的Class对象在任何地方没有引用了,也不能通过反射访问该类的方法)
第二步:满足上面三个条件就可以回收了,但不是强制的。
java堆分为新生代(存刚刚创建的对象,垃圾多)、老年代(存活一段时间的对象,垃圾少)、永久代(永久存在的对象)
新生代,采用第三种:复制(由于每次GC都会有大量新对象死去,只有少量存活。因此采用复制回收算法,GC时把少量的存活对象复制过去即可)
老年代,采用第二种:标记-整理(根据老年代的特点,这里仅仅通过少量地移动对象就能清理垃圾,而且不存在内存碎片化。也就是标记整理的回收机制。既然是标记整理算法,而且老年代内部也不存在着内存划分,所以只需要根据标记整理的具体步骤进行垃圾回收就好了)
如果说收集算法是内存回收的方法论,那么垃圾回收器就是内存回收的具体实现。
1. 吞吐量
CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值。比如java虚拟机总运行了100分钟,用户代码时间99分钟,垃圾回收时间1分钟,那么吞吐量就是99%
2. 停顿时间
停顿时间指垃圾回收器正在运行时,应用程序的暂停时间
3. GC的名词
新生代GC:Minor GC
老年代GC:Major GC
Serial回收器是最基本的新生代垃圾回收器,是单线程的垃圾回收器。采用的是复制算法。垃圾清理时,Serial回收器不存在线程间的切换。因此在单CPU的环境下,垃圾清除效率比较高。
Serial Old回收器是Serial回收器的老生代版本,单线程回收器,使用标记-整理算法。在JDK1.5及其以前,它常与Parallel Scavenge回收器配合使用,达到较好的吞吐量,另外它也是CMS回收器在Concurrent Mode Failure时的后备方案。
ParNew回收器是在Serial回收器的基础上演化而来的,属于Serial回收器的多线程版本,采用复制算法。运行在新生代区域。在实现上,两者共用很多代码。在不同运行环境下,根据CPU核数,开启不同的线程数,从而达到最优的垃圾回收效果。
Parallel Scavenge回收器也是运行在新生代区域,属于多线程的回收器,采用复制算法。与ParNew不同的是,ParNew回收器是通过控制垃圾回收的线程数来进行参数调整,而Parallel Scavenge回收器更关心的是程序运行的吞吐量。即一段时间内用户代码运行时间占总运行时间的百分比。
Parallel Old回收器是Parallel Scavenge回收器的老生代版本,属于多线程回收器,采用标记-整理算法。Parallel Old回收器和Parallel Scavenge回收器同样考虑了吞吐量优先这一指标,非常适合那些注重吞吐量和CPU资源敏感的场合。
CMS回收器是在最短回收停顿时间为前提的回收器,属于多线程回收器,采用标记-清除算法
G1是 JDK 1.7中正式投入使用的用于取代CMS的压缩回收器。它虽然没有在物理上隔断新生代与老生代,但是仍然属于分代垃圾回收器。G1仍然会区分年轻代与老年代,年轻代依然分有Eden区与Survivor区。G1首先将堆分为大小相等的 Region,避免全区域的垃圾回收。这种使用区域划分内存空间以及有优先级的区域回收方式,保证G1回收器在有限的时间内可以获得尽可能高的回收效率。