JVM知识点总结（二）——垃圾回收

引用分类：

强引用

类似Object obj=new Object()这类的引用，只要强引用还存在，垃圾回收器永远不会回收掉被引用的对象。

软引用

是用来描述一些还有用但非必需的对象。在系统将要发生内存溢出异常前，会把这些对象列进回收范围之中进行二次回收。JDK1.2之后，提供了SoftReference来实现。

弱引用

用来描述非必需对象的，强度比软引用还弱。被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾回收之前，当垃圾回收器工作时，无论内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。JDK1.2之后，提供了WeakReference来实现。

虚引用

它是最弱的引用关系，甚至无法用它来取得对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的，就是能在这个对象被垃圾回收器会收时得到一个通知。JDK1.2之后，提供了PhantomReference来实现。

对象是否死亡

通过“GC Roots”作为起点向下搜索，如果搜索完成后对象没有与“GC Roots”相连的引用链，那么标记该对象并筛选出需要执行finalize()方法的对象。如果对象被判定为有必要执行finalize()方法，会被放置到一个F-Queue中。然后GC将对F-Queue中的对象进行第二次标记，标记的依据是该对象在finalize()方法中是否成功拯救自己（只要重新与引用链上的任何一个对象关联即可），第二次标记时它将被移除待回收队列。如果这个时候对象还没有逃脱，那么它就真的可以被回收了。
如图：

GC Roots的定义:

• 虚拟机栈（栈帧中的局部变量表）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
• 本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象

垃圾回收算法

标记-清除算法

是最基础的算法，分为标记和清除两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，标记过程参见上面“对象是否死亡”。这个算法存在两个缺陷：1.标记和清除的效率都很低；2.标记-清除后会产生大量不连续碎片。这种方式可以解决“引用计数”方式无法解决的循环引用问题（参考：JVM 垃圾回收机制）。

复制算法

该算法将内存分为大小相等的两块，每次只用其中一块。若当前内存用完了，就将存活着的对象复制到另一块上面，然后将已使用的过内存一次清理掉。现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代。由于98%的对象都是“朝生夕死”，所以不需要按照1：1进行内存划分，而是将内存划分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间（Survivor0和Survivor1或者也叫FromSurvivor和ToSurvivor），Hotspot默认Eden:Survivor大小比例为8:1，新生代与老年代的默认比例为2:1。
MinorGC如图：

在GC开始的时候，对象只会存在于Eden区和名为“From”的Survivor区，Survivor区“To”是空的。紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到“To”，而在“From”区中，仍存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向。年龄达到一定值(年龄阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设置)的对象会被移动到年老代中，没有达到阈值的对象会被复制到“To”区域。经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空。这个时候，“From”和“To”会交换他们的角色，也就是新的“To”就是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前的“To”。不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。Minor GC会一直重复这样的过程，直到“To”区被填满，“To”区被填满之后，会将所有对象移动到年老代中。

FromSurvivor和ToSurvivor的空间大小相同，且FromSurvivor的对象会复制到ToSurvivor和老年代中，所以不存在ToSurvivor空间不足以接纳FromSurvivor的情况。我多虑了。

垃圾回收实现

《Java性能权威指南》4种垃圾收集器的整理：

Hotspot虚拟机的垃圾收集器（之间有连线代表可以搭配使用）：

没有最好的垃圾收集器，只有最合适的垃圾收集器！

参考资料：

• JVM 新生代老年代
• 《深入理解Java虚拟机》
• 《Java性能权威指南》