java垃圾收集

垃圾收集

一、引用计数算法

​ 给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1,；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能被使用的。

二、可达性分析算法

​ 通过一系列的“GC root”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链（Reference Chain）。当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连，即从GC root到这个对象不可达，则这个对象是不可用的。

​ 在java中，可以作为GC Roots的对象包括下面几种：

1. 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
2. 方法区中类静态属性引用的对象
3. 方法区中常量引用的对象
4. 本地方法栈中JNI（即一般说的native）引用的对象

三、引用

1. 强引用 （Strong Reference）

   类似于 Object obj = new Object()；只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象

2. 软引用 （Soft Reference）

   用来描述一些还有用但是非必需的对象。在将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围之中进行二次回收。如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存异常。

3. 弱引用 （WeakReference）

   用来描述非必需对象，但是强度弱于软引用。只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器开始工作时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。

4. 虚引用 （PhantomReference）

   也称为幽灵引用或者幻影引用，是最弱的引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一个对象的实例。将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收集器回收时收到一个系统通知。

   （软引用和弱引用最主要的用处就是缓存）

四、生存还是死亡

​ 在可达性分析算法中的不可达对象，并不是必须被清除的。真正宣告一个对象的死亡，至少要经历两次标记过程：如果对象在进行可达性分析后没有发现与GC Roots相连接的引用链，那它将会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。当对象没有覆盖finalize方法，或者finalize方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”。

​ 如果这个对象被判定为有必要执行finalize方法，那么这个对象将会被放置在一个F-Queue队列中，并在稍后由一个有虚拟机自动建立的、低优先级的Finalize线程去执行。这个执行指的是虚拟机会触发这个方法，但不意味着会等待他的运行结束。因为如果一个对象在finalize方法中执行缓慢，或者发生了死循环，将可能会导致F-Queue中的其他对象永久处于等待，甚至导致整个内存回收系统崩溃。finalize方法是对象逃脱死亡的最后一次机会。GC会对F-Queue中的对象进行第二次小规模的标记。如果对象在finalize中成功拯救自己——只要重新与引用链上任意对象建立关联即可，那么第二次标记时它将被移除“即将回收”的集合：如果这个对象没有逃脱，基本上就真的被回收了。

五、垃圾收集算法

1. 标记清除算法

   Mark-Sweep 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，在标记完成后统一回收所有标记的对象。不足：效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高。空间问题：标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时，找不到足够的连续内存，从而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。

2. 复制算法

   Copying 将可用内存容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配时也就不需要考虑内存碎片的问题。缺点：对于内存的浪费较大，复制成本高。

3. 标记-整理算法

   标记过程与标记-清除算法一样，但是后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，直接清理掉端边界以外的内存。

4. 分代收集算法

   根据对象存活周期不同，将内存划分为几块不同的区域。对于新生代中，每次垃圾收集都有大量的对象死去，只有少量存活，就选用复制算法，每次只有少量的复制成本就可以完成收集。对于老年代中的对象，因为成活率高，没有额外的空间对它进行分配担保，就必须使用标记清除或者标记整理算法。

六、内存分配与回收策略

1. 对象优先在Eden上分配

   大多数情况下，对象在新生代Eden区分配。当Eden区没有足够的空间进行分配时，虚拟机将发起一次GC。

2. 大对象直接进入老年代

   需要大量连续空间的Java对象（长字符串以及数组）。

3. 长期存活对象将进入老年代

   如果对象在Eden出生并经过一次GC后仍然存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到Survivor空间中，将对象年龄设为1。对象在Survivor中每经历一次GC，年龄增加1，达到一定阈值，将被晋升为老年代。

4. 动态对象年龄

   虚拟机并不永远的要求对象的年龄必须达到阈值才能晋升。如果Survivor空间中相同年龄所有对象的大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于等于该年龄的对象可以直接进入老年代。