小白学java--垃圾回收机制（Garbage Collection）

压测过程中，作为测试会时不时听到研发说命中gc了，如果一头雾水，来看看什么是gc。

1、什么是垃圾回收机制

垃圾回收的执行过程会导致一些额外的开销，例如扫描和标记对象、回收内存空间等操作。这些开销可能会导致一定的性能损失和延迟。因此，在压测的过程中，在发生gc的时间段，cpu和tp99值都比较高。

2、java内存的分布

在了解gc前，先了解下java的内存结构，因为我们需要知道gc是发生的区域在哪





磨刀不误砍柴工，为更好地理解和加深这块的知识，可以以一个示例进行解释

1、示例一





首先分析下示例1的运行机制，按照从上到到下顺序执行代码，首先程序读取main函数，获取到变量a，为其分配一个空间，并且赋值10，读取fun（）函数，里面传了形参a，会为其分配一块空间且赋值10，然后为b分配一块空间并赋值1,最后为a分配一块空间且赋值11，







问：为啥a赋值了11，打印的却是10
答：当程序运行到fun（）函数的最后“}”时，栈空间会按照“先进后出”的原则进行清理，上图中形参a及其以下的都会被回收，当程序执行到main函数里面的变量a时，就会读取刚进去的那个变量

上面是针对整形变量能直接在栈中进行空间清理，那对象呢？这就要到堆这块了，所谓的gc发生的地方也就是在堆里面执行的

2、示例二

针对对象在哪、怎么运行的机制流程





首先分析下示例2的运行机制,这里我们直接从对象p开始，栈空间存的对象p是地址，由p去找到对应的内容，由于name是string对象，在堆空间会继续开辟一块区域，存储地址和内容

当程序运算到下面语句时，new关键字会在堆上面开辟空间存储对象，这里包括两部分，地址和对象内容
Person p = new Person();









由于堆里面开辟的空间不能随着程序运行结束自动清理，例如，在多线程的情况下，无法清楚其它线程是否引用了当前对象，因此，引出了gc机制



3、GC的工作原理及方法

上面说了对空间是为了存储程序中new出来的对象，如果堆区不及时清理，会导致内存爆炸，从而影响程序正常进行。

1.标记-清除（Mark and Sweep）：这是最基本的垃圾回收算法。它通过标记所有存活对象，然后清除所有未标记的对象来回收内存。





缺点：假如上图的每一个对象占用的空间是1k，被标记清理后，会有2k的内存空间腾出来，但是这2k并不是连续的，这时new一个2k的对象，是

1.复制（Copying）：这是一种适用于新生代的垃圾回收算法。它将内存分为两个区域，一半是活动对象，另一半是空闲的。在回收过程中，将存活的对象复制到空闲区域，然后清除活动区域中的所有对象。





缺点，需要更多内存

1.标记-整理（Mark and Compact）：这是一种适用于老年代的垃圾回收算法。它在标记阶段标记存活对象，然后将存活对象压缩到内存的一端，清除压缩区域之外的所有对象。





缺点：当第三个被清理了，后面所有的对象会向上顶，补充白色区域，有点减少内存碎片，缺点是代价高

1.分代收集（Generational Collection）：这是一种将内存划分为不同代的垃圾回收策略。通常将新创建的对象放在新生代，而经过多次回收仍然存活的对象会被晋升到老年代。不同代使用不同的垃圾回收算法和策略。





运行机制：

1.对象分配：当应用程序创建对象时，新对象通常被分配到新生代的Eden空间（伊甸园）。
2.Minor GC（新生代垃圾回收）：当Eden空间满时，会触发Minor GC。Minor GC的目标是回收Eden空间中不再使用的对象。在Minor GC过程中，存活的对象会被复制到一个Survivor空间，而不再使用的对象会被清除。
    E:S1:S0=8:1:1,因为新生的对象容易猝死，另外E和S0，E和S1是捆绑操作的
3.存活对象晋升：在经过多次Minor GC后，仍然存活的对象会被晋升到老年代。这是因为在新生代中存活时间较长的对象可能是长期存活的对象。
    除了年代久远的对象会到老年代，大对象会直接打入
4.Major GC（老年代垃圾回收）：当老年代空间满时，会触发Major GC，也称为Full GC。Major GC的目标是回收老年代中不再使用的对象。在Major GC过程中，会使用更耗时的标记-压缩或标记-清除算法来回收老年代的内存。
5.强制整理（Compaction）：在回收过程中，标记-压缩算法会将存活的对象压缩到内存的一端，以便在之后的对象分配过程中有更大的连续空间可用。
6.内存分配：在垃圾回收完成后，可以将新对象分配到空闲的内存空间中。

【注】

学习链接 【java】jvm内存模型全面解析_哔哩哔哩_bilibili