垃圾收集器和内存分配策略

2.垃圾收集器和内存分配策略

2.1 垃圾回收方法

• 引用计数法
  优点：实现简单，效率比较高，
  缺点：很难解决对象的循环引用的问题
• 可达性分析算法
  • 原理： 使用GC Roots 的对象作为起点，从这些节点向下搜索，走过的路径被称为应用链，如果对象没有被这个引用链引用，就判定为需要被回收的对象。
  • GC Roots:
    • 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）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（native方法）引用的对象
• 引用类型（缓存系统中的应用场景）
  • 强引用：引用存在，不会被回收
  • 软引用：系统在发生内存溢出前，清理这部分对象
  • 弱引用：生存到下次垃圾回收前，当垃圾收集工作时候，都会回收掉 只被 弱引用 关联的对象
  • 虚引用：不能通过引用找到实例信息，为对象设置虚引用的唯一目的， 能够在这个对象被收集时，收到一个系统通知。
• 对象回收经历
  经历两次标记过程
  可达性分析后，筛选出需要被回收的对象，第一次标记，并筛选出覆盖了finalize 方法的对象并且没有被执行过
  对象如果 finalize 方法重新关联到了引用，被移除垃圾回收的集合，否则对象被回收。
• 方法区回收
  1、废弃的常量（例如 没有被应用的字符串“abc”）
  2、无用的类

2.2 垃圾收集算法

标记-清除算法

特点：分为标记、清除 两个阶段。效率不高，产生内存碎片

复制算法（新生代）

将存活的对象复制到未被占用的内存中。效率快。不产生内存碎片。缺点：浪费一小块内存，存活对象较多时，效率低

标记-整理算法（老年代）

标记
将存活的对象移动到一端，删除边界以外的内存

2.3 垃圾收集器

概念：

吞吐量= 运行代码时间/运行代码时间+垃圾回收时间 虚拟机运行100 分钟，垃圾回收1分钟。则吞吐量 = 99%
停顿时间：垃圾回收时候，会暂停用户执行代码进程，单独执行垃圾回收的时间段。
浮动垃圾： 并发阶段，用户产生的新垃圾。

Serial 收集器（JDK1.3.1之前新生代收集器 复制算法）

特点：单CPU 效率高。Client 模式下可用

ParNew 收集器（新生代 ，Serial 收集器 的多线程版本 复制算法）

特点：多CPU 效率高。

Parallel Scavenge 收集器（新生代、复制算法）

特点：吞吐量优先收集器。可以开启自适应调节策略。

Serial Old 收集器 （老年代）

Paraller Old 收集器 （老年代、并行）

CMS 收集器（获取最小停顿时间为目标的收集器，标记-清除算法、老年代）

• 初始标记 ：GC Root 直接关联到的对象
• 并发标记 ：同用户进程一起。标记Tracing 的过程
• 重新标记 ：修正并发标记过程中的标记信息
• 并发清除 ： 通用户进程一起，清除垃圾
• 缺点：

1. 占用资源执行垃圾回收，当CPU 数量小。更加明显。默认是 （CPU + 3）/4 。当两个cpu时候，会有一半线程执行垃圾回收。

2. 无法处理浮动垃圾：CMS 默认老年代使用68%被激活。可以适当提高该参数,但如果调的太高。 -XX： CMSInitiatingOccupancyFraction 。导致大量的 Concurrent Mode Failure 。启动 Serial Old 收集器，性能降级。

G1收集器

特点：
并行并发
分代收集：不需要配合其他收集器
空间整合
可预测停顿
步骤
初始标记
并发标记
最终标记
筛选回收

2.4 理解GC日志

参数：-XX：+PrintGCDetais

例子：
33.125: [GC [DefNew: 3324k ->152k(3712k),0.000233 secs] 2234k->152k(3712k),0.00034 secs]
33.125: jvm 启动开始计时的时间
[GC （Full GC）: 垃圾收集的停顿类型
[DefNew: 发生区域。
3324k ->152k： GC 前区域使用容量、GC 后区域使用容量（该区域总容量）

2.5 内存分配与回收策略

概念：

Minor GC （GC） 新生代GC 。速度快、频繁
Full GC、Major GC 老年代GC 。速度慢，伴随一次 Minor GC。时间是Minor GC是10倍以上

对象优先在Eden分配。新生代。 如果该区域内存不足，发起一次Minor GC

大对象直接进入老年代。

-XX:PeteneSizeTheshould 。（Parallel Scavenge 收集器没有这个参数）默认3 M （3145728）

长期存活的对象进入老年代

每个对象都有年龄计数器，每经历一次MinorGC 年龄 + 1 。当年龄到达指定值时候（默认值15），进入到老年代。
使用-XX:MaxTeningTheshould 设置该年龄值。

动态对象年龄判断

如果Survivor 空间中相同年龄所有对象 的大小总和 大于 该空间的一半，则大于等于该年龄的对象 直接进入到老年代。

空间分配担保

发生Minor GC 前 。先检查老年代 最大连续可用内存 >? 新生代对象大小的和
如果小于，查看HandlePomotionFaie 设置，是否允许担保失败
如果是，检查历次年轻代回收到老年代对象大小的平均值，如果平均值小于老年代剩余空间，那么尝试进行一次Minor GC,
如果HandlePomotionFaie 设置成不冒险，则进行一次full GC