GC垃圾回收机制详解

JavaGC,基本上是两年以上经验面试必问的面试题，今天咱们来扒一扒他。
Java GC就是所谓的垃圾回收.今天来通过5w1h法，你如果记住这六个点，对于垃圾回收你就算基本掌握了。

• 什么是GC
• GC所作用的空间
• GC的执行时间
• GC的都执行了什么

一.什么是GC？

GC就是我们平常所说的垃圾回收。在程序运行过程中，会有很多的对象不再使用但是还占用着内存，这些就是内存里的垃圾，如果不及时清除就会造成内存溢出，那么怎样及时的把内存的垃圾清理出来，就是GC要做的事情。

二.GC所作用的空间是哪？

jvm中，程序计数器、栈区和方法区的生命周期都是与线程一致的，是随线程生而生，随线程灭而灭的，栈区会随方法的开始和结束进行入栈和出栈，所以栈区实现了自动清理，因此垃圾回收主要是在堆区和方法区进行垃圾回收。

三.GC什么时候执行呢？

1.system.gc()
2.系统自身决定GC触发的时机，主要是在年轻代和老年代部分，他们分别有不同的执行时间。
GC分为Minor GC（年轻代GC）和Full GC（老年代GC）
Minor GC的触发条件：当Eden区满时，触发Minor GC。
Full GC 的触发条件：
a.老年代空间不足时；
b.年轻代GC完成后，老年代盛不下时；
c.方法区空间不足时；

四.GC都执行了什么

要想进行垃圾回收，咱们得先垃圾的标准定义出来，现在有两个垃圾定义的标准。

1.怎么判断一个对象可以被可以被回收呢（成为垃圾呢）？

1）引用计数：每个对象，都有一个计数属性，每增加一个引用对象，就会对计数加1，当计数属性为0时，就代表这个对象不再被使用，可以回收了。这个方法不能解决对象之间相互引用的问题。
2）可达性分析算法：GC root开始向下搜索，搜索走过的路径即为引用链，当这个对象到root没有引用链时，就代表这个对象不可用，这也是jvm当前使用就是该算法。

2.常用的垃圾回收算法

GC常用算法有：标记-清除算法，标记-压缩算法，复制算法，分代收集算法。
目前主流的JVM（HotSpot）采用的是分代收集算法。

(1)标记-清除算法

在标记阶段，给每一个对象记录一个是否清除的标记，记录对象的存活状态（活着or死亡）；在清除阶段，把标记为死亡的对象清除掉，也就是执行GC。只是该方法因为不会移动对象，所以会产生大量的垃圾碎片。会造成内存的浪费。

(2)标记－整理算法

标记整理是标记清除的改进版，在标记阶段，给每个对象记录是否清除的标记，记录对象的存活状态（活着or死亡）。在整理阶段，把已使用所有存活的对象整理一下，然后把其他对象都清除掉。这就是标记-整理算法。该算法解决了内存碎片的问题，但是如果存活对象比较多的话，效率会降低。

(3) 复制算法

该算法把内存分为两块，每次只使用一半，暂叫它A区和B区，假如当前使用的是A区，回收时，
会把A区的存活的对象都复制到B区，然后把A区清空，如果清空B区，再把存活对象复制到A区，B区清空。这种算法既解决了内存碎片问题，也解决了效率问题，但是该算法会浪费一半的内存空间。

(4)分代收集法

现在虚拟机垃圾收集大多采取这种方式，jvm就是之一。它根据对象的存活时间分为 年轻代(Young)和老年代(Tenure)。因为在年轻代的对象生存周期短，所以使用了复制算法，而老年代对象存活率较高，所以使用标记-清除或者标记-整理算法。
具体来说，年轻代（Young）又分为 伊甸园区（Eden区）和From区和To区

当系统创建新对象时，总是在Eden区，当Eden区被占满时，就会触发一次YoungGC,即年轻代的垃圾回收。它会把Eden区存活的对象复制到From区。

这时，Eden区已经被清空了，可以继续创建新对象了，当Eden再次满时，就触发youngGC，注意，这个次不太一样哦，这次GC,它会把Eden区和From区的存活对象都复制到To区。

再下次YoungGC时，就会把To区和Eden区的都复制到From区。

经过若干次YoungGC后，在From区和To区搬了游荡了几圈后，（Jvm是15次，因为美国是15岁成年）jvm就不耐烦了，既然他们还没挂掉，那就直接丢到老年代吧。这样就省去了这部分对象每次YoungGC的重复的复制（从from到to）。

老年代经过几次折腾，也扛不住了（空间被用完），那就来一次大扫除吧（FullGC），这是全量清除，会暂停程序运行的，所以如果频繁的FullGC，无疑就是程序断断续续的运行，会极大的影响它的性能，所以要合理的设置年轻代和老年代的大小 ，尽量减少FullGC的操作。

五.总结

根据GC的工作原理，我们可以通过一些技巧，让GC 运行的更有效率，更加符合程序的需要。一些小建议：
1.就是尽早的释放无用对象的引用。因为大的对象和数组比较占用内存，引用相对比较复杂，对于这些对象，GC对他们的回收效率一般比较低。所以如果程序允许，尽早将不用的对象赋值为null。这样可以让GC更有效率，减少无故的程序停止。
2.当程序有一定的等待时间，程序员可以手动执行System.gc()，通知GC运行，但是Java语言规范并不能保证GC一定会执行。使用增量式GC可以缩短Java程序的暂停时间。

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