解锁JVM成神之路（二）

之前发布过解锁JVM成神之路（一） ，里面介绍了运行时数据区，类加载子系统以及双亲委派机制。现在说学习gc算法。

如何判断对象是否可以被回收

在jvm的堆内存中，存放着许多new出来的对象，要对这些对象进行回收，第一步永远是判断这些对象是否可以被回收，那么如何判断呢？

引入计数法

这种方式是给对象增加一个计数器，每当有地方在引用这个对象时，那么计数器就加1，而引用失效后，计数器就会减1。任何时候，计数器为0时，那么这个对象就能被回收。
这种方式简单而且效率高，但是现在主流的jvm不再使用这种方式。因为，它无法解决循环引用的问题(对象之间循环引用)就。通过下面代码所示：

public class GCDemo1 {
Object object = null;
public static void main(String[] args) {
    GCDemo1 a = new GCDemo1();
    GCDemo1 b = new GCDemo1();
    a.object = b;
    b.object = a;
    a = null;
    b = null;
}

}

对象a和对象b相互引用着对方，这两个对象再无任何引用。但是他们因为相互引用着导致他们的引用计数器不为0，于是GC无法回收他们。

可达性分析算法

现在主流的jvm都是采用这个方式，它基本思想就是从一个叫做"GC Roots"的对象作为起点，从这个起点开始向下搜索，走过的路，我们称之为“引用链”。当一个对象到GC Roots没有任何的引用链时，则此对象不可用，我们称之为对象不可达，那么就可以被回收了。

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但是这里要注意的是，一个对象在被回收之前，至少要经过2次标记不可达。如果一个对象和GC Roots没有任何的引用链时，则这个对象第一次被标记为可收回。然后在做一次筛选，这个过程是：如果这个对象没有覆盖finalize()或者finalize()方法已经被虚拟机调用过，那么这个对象就将被放到一个叫做F-Queue的队列中，队列中对象的finalize()方法将由一个虚拟机自动建立低优先级的Finalize线程去执行。

finalize()方法执行的过程是对象逃脱被回收的最后机会，如果对象在finalize()中与GC Roots有引用链，那么这个对象就会被移除队列。因此，我们在开发的过程中，不建议覆盖finalize()方法，或者在finalize()做一些清理资源的工作。因为它的不确定性，而且运行代价很高，完全可以使用try-finally去代替使用。

如何判断一个常量是废除的常量

运行时常量池主要是回收废弃的常量。假如常量池中有“abc”字符串，当没有任何的String对象引用它时，那么“abc”就是废弃的常量，在发生内存回收时，如果有必要，那么“abc”就会被清理出常量池。

如何判断一个类是无用的类

满足以下三个条件：

• 该类的所有实例已经被回收。jvm堆中没有任何它的实例
• 加载该类的ClassLoader已经被回收
• 该类的Class对象没有任何的地方引用。也就是任何地方都无法通过发射来访问该类

满足以上三个条件，那么就可以对其进行回收。这里说的是可以，并不是和对象一样必然被回收。

垃圾回收算法

大致有四个算法：标记清除算法，复制算法，标记整理算法，分代回收算法

标记清除算法

分为两个步骤，先标记，后清除。这种最简单，但是产生内存碎片，会导致大对象无法找到可以利用的内存空间

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复制算法

思路就是将内存容量分为两个部分，先使用一部分，当这部分没有空间使用时，将存活的对象复制移到另一部分上，然后再对第一部分进行清理。这种方式也简单，但是最大的缺点就是内存只能利用一半，效率有点低。

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标记整理算法

结合以上两种算法而得出，标记阶段跟标记清理算法的一致，只是标记后不清理对象，而是将存活的对象向内存的另一端移动，然后回收这一端以外的内

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分代回收算法

垃圾收集器基本都采用这种算法，思路就是根据对象的存活周期不同将内存划分为几块区域，就可以根据它们的特点分别对这些区域进行回收。

一般情况下，gc最活跃的地方就是在堆中。我们可以根据堆的特点将其分为新生代和老年代。新生代的特点就是每次垃圾回收都有大量的内存需要回收，而老年代则只有少部分需要回收。因此可以根据这些特点进行选择不同的算法。

新生代与复制算法

因为新生代每次都要回收大量的对象，所以可以选择复制算法，只要付出少量对象的复制成本就可以完成每次垃圾收集。所以在新生代中又分为三个区域，一个比较大的区域为Eden Space，以及两个比较小的区域Survivor 空间分别是：From Space，To Space。每次使用Eden 空间和其中的一块 Survivor 空间，当进行回收时，将该两块空间中还存活的对象复制到另一块 Survivor 空间中

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老年代与标记清理（整理）算法

老年代的对象存活几率是比较高的，而且没有额外的空间对它进行分配担保。因此选择标记清理算法或者标记整理算法：

1. jvm的方法区我们称之为永生代(Permanet Generation)，它用来存储 class 类，常量，方法描述等。对永生代的回收主要包括废弃常量和无用的类。

2. 对象的内存分配主要在新生代的 Eden Space 和 Survivor Space 的 From Space(Survivor 目前存放对象的那一块)，少数情况会直接分配到老生代。

3. 当新生代的 Eden Space 和 From Space 空间不足时就会发生一次 GC，进行 GC 后，EdenSpace 和 From Space 区的存活对象会被挪到 To Space，然后将 Eden Space 和 From
   Space 进行清理。

4. 如果 To Space 无法足够存储某个对象，则将这个对象存储到老生代。

5. 在进行 GC 后，使用的便是 Eden Space 和 To Space 了，如此反复循环。

6. 当对象在 Survivor 区躲过一次 GC 后，其年龄就会+1。默认情况下年龄到达 15 的对象会被移到老生代中。

总结：

• 在jvm中判断对象是否可以被收回使用的是可达性分析算法；
• 一个对象要被垃圾收集器回收至少要标记2次；
• 垃圾回收算法有：标记清理算法，复制算法，标记整理算法，分代回收算法；

本人水平有限，难免有错误或遗漏之处，望大家指正和谅解，提出宝贵意见，愿与之交流。