JVM垃圾回收机制

垃圾回收

        垃圾回收（Garbage Collection 简称GC），主要任务就是回收对象释放内存空间，当遇到内存泄漏，内存溢出，或者当并发量达到一个瓶颈时就需要内存回收技术。

分代回收

        Java的堆内存采取的是分代管理。根据不同的对象所处的不同时期，回收相应的对象，

        新生代主要存放刚创建的对象，其中大部分对象在Eden区，当Eden满时，还存活的会分别存放到From Survivor ,再到To Survivor交替保存,达到一定的次数时会进入到老年代（从新生代存活较长时间的对象过来的），而永久代一般都是对象类信息等内容。

       永久代主要有以下信息：

1. 类元数据：包括类的名称、父类、实现的接口、成员变量和方法等信息。这些信息在类加载时被加载到永久代中。
2. 字符串常量：字符串常量在 Java 中被存储在永久代中，以便于在运行时快速访问。
3. JNI 本地引用：JNI 是 Java Native Interface 的缩写，它允许 Java 代码与本地代码进行交互。JNI 本地引用在永久代中存储，以便于与本地代码进行交互时能够快速查找和使用。

判断对象已死

引用计数法

        给对象添加一个引用计数器，如果有其他的对象引用了则计数器加1，如果引用失效，则计数减一，当计数器为0是则代表对象无任何引用，则代表这个对象不会被使用，可以被回收。

        缺点：无法判断循环引用。

可达性分析算法

        任何对象都有一个GC Root是对象作为起始点，从这个起始节点向下搜索，搜索走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Root没有任何引用链（无法达GC Root对象则代表该对象不可达），则证明该对象没有被引用，没有被使用，也就是可以被回收。

垃圾收集算法

标记-清除算法

        标记-清除算法分为两个阶段“标记”和“清除”，首先标记除所有需要回收的对象，在标记完成之后统一回收所有标记的对象。

        

        标记-清除算法缺点：最大的问题就是效率问题，因为标记和清除的两个过程效率偶不是很高，并且存在另一个问题就是空间问题，标记清除后会产生不连续的空间，如果我们要创建一个数组需要一段连续的空间时，这时会导致空间上的不足。

复制算法

         将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块，当这块内存用完后，就将还存活着的对象复制到另一上面，然后再把已使用的内存空间一次性清理掉。

        

        复制算法缺点：需要首先内存缩小一般，这无疑是对内存的一种浪费，并且会大量的复制操作效率也不是很高。

标记-整理算法

        标记整理算法：第一步还是标记需要回收的对象，第二步就是将所有存活的对象都想一边移动，然后直接清理掉边界外的内存。

        

分代收集算法

        在新生代中，每次垃圾收集会有大量对象死去，只有少量对象存活，那就选择复制算法，只需要少量的复制成本就可以完成收集，二老年代中因为对象存活率高，没有额外的空间可以使用“标记-清理”或者“标记-整理算法”

CMS算法

        CMS是JDK1.7以前jvm主流的算法，使用标记清除算法,优点并发收集，停顿小。

         Stop The World(STW)这里面的"停止",停止所有线程进行回收。

         处理过程：

         

        第一个阶段初始阶段标记从GC Roots可达对象

        第二个阶段并发标记标记GC线程和应用线程并发执行标记可达对象

        第三个阶段对对象重新标记并扫描

        第四个阶段并发清理阶段并发垃圾清理

        第五个阶段对下一个为下一次GC重新数据结构

G1算法

        G1算法在JDK1.9之后成为了默认的GC算法

        

        新生代回收：

        并行复制（STW）,新生代使用复制算法。

        老年代回收：

        初始标记（STW）

        并发标记

        最终标记（STW）

        复制/清除（STW）

ZGC算法

        jdk11提出，在jdk17实际确认为jvm默认GC算法，针对大内存堆的低延迟垃圾回收算法（后续整理实在太多了）

        着色指针

        读屏障

        并发处理

        基于Region

        内存压缩（整理）