JVM-GC
<尚春艳>整理
首先在理论上了解两个算法和四个引用
引用计数算法：给每个对象添加引用计数器，每当有外部引用的时候就将该值增加1，引用去掉(失效)时，该值就减1.当某个对象的计数器为0，则说明这个对象以死，可以被垃圾回收器回收掉。
这种方法的实现比较简单，也比较高效，但是一个缺点是不能解决循环引用的问题。现在的虚拟机中并没有采用这个算法来判断一个对象是否还存活着。
根搜索算法：从一系列被称做GC Roots的对象开始遍历，若某个对象没有被遍历到，则将这个对象判断为可回收对象。那么什么样的对象是GC Roots呢。下面是jvm的定义：
a、 虚拟机栈中帧的本地变量表中引用的对象
b、方法区中类静态属性引用的对象。
c、本地方法栈中native方法引用的对象
强引用：强引用比较好理解，比如TestObject to = new TestObject()；其中to持有对这个TestObject对象的强引用。这个new出来的TestObject对象在堆上被持有强引用，垃圾回收线程不能对它进行回收，即使要抛出oom.
软引用：Java 2 平台中引入了 java.lang.ref 包（其中包含 SoftReference 、 WeakReference 和 PhantomReference 类）。这些类的作用是什么呢，就是在对象可以被垃圾回收的情况下还可以对它进行引用。软引用（soft reference）、弱引用（weak reference）和虚引用（phantom reference）对象提供了三种不同的方式来在不妨碍收集的情况下引用堆对象。软引用用于cache，在内存抛出OOM之前清除被软引用的对象
弱引用：弱引用不会影响垃圾回收情况。一个典型用途就是规范化映射（canonicalized mapping）。另外，对于那些生存期相对较长而且重新创建的开销也不高的对象来说，弱引用也比较有用。关键之处在于，垃圾收集器运行时如果碰到了弱可及对象，将释放 WeakReference 引用的对象。然而，请注意，垃圾收集器可能要运行多次才能找到并释放弱可及对象。
虚引用：只能用于跟踪对被引用对象即将进行的收集。每个虚引用都要用一个ReferenceQueue相对应。需要 ReferenceQueue 是因为它能够充当通知机制。当垃圾收集器确定了某个对象是虚可及对象时， PhantomReference 对象就被放在它的 ReferenceQueue 上。将 PhantomReference 对象放在 ReferenceQueue 上也就是一个通知，表明 PhantomReference 对象引用的对象已经结束，可供收集了。这使您能够刚好在对象占用的内存被回收之前采取行动。
具体的类图和例子 
public class TestReference {
public static void main(String[] args) {
String abc = new String("abc");
ReferenceQueue rq = new ReferenceQueue();
WeakReference<String> wr = new WeakReference<String>(abc,rq);
abc=null;
System.gc();
System.gc();
}
}
此时对象布局和执行了垃圾回收后对象布局
几种垃圾收集算法简述
标记-清除算法：首先通过前面的根搜索算法找到需要垃圾回收的对象，然后将这些对象回收掉。存在是效率和空间碎片的问题
复制算法：为了解决效率问题，将空间分分成两块，当其中一块用完时，将扔存活的对象复制到另一块内存上。缺点是内存减少了一半。现在通常的作法是：将内存分为一个大的Elen空间和两个较小的Survivor空间，每次使用Elen和其中一块Surivivor空间。当回收时，将存活的复制到另一个Surivivor空间中。使用这种算法需要另一块内存充当分配担保，因为ELEN+Surivivor>>Surivivor
标记整理算法：老年代使用的算法，因为老年代存活率教高，使用复制算法效率不合适。该算法首先使用标记-清除算法，后面再将存活的对象移动到一起。
分代收集算法：当前商业虚拟机的垃圾收集都采用这种算法，根据对象的存活周期的不同将内存划为几块。一般将java堆分成新生代和老年代，在不同的年代采用不同的垃圾收集算法。
年轻代：先在Elen区中创建对象，当Elen区满时有一次gc过程，后将存活的对象放在一个survivor中。当这个survivor满时，gc后此区存活的对象将被放到另一个survivor中。当这个survivor也满时，通过gc后从第一个survivor的仍存活的对象将被复制到老年代中。
finalize原理：当垃圾收集器准备好回收对象所占用的内存空间(而不是对象)时，jvm会先调用这个方法，而且只有在下次垃圾回收过程中才会真正将这个对象的内存回收。可以在这个期间finalize做一些重要的清除工作。
几种垃圾收集器简述
新生代的收集器：Serial， ParNew， Parallel Scavenge分别是单线程，多线程和以吞吐量(运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间))为目标的收集器
老年代的收集器：Serial Old,Parallel Old,CMS分别是单线程，以吞吐量为目标和以获取最短回收停顿时间为目标的收集器
每种收集器都有它的优势和缺点，需根据具体的应用场景和服务器配置选择不同的组合。可以通过jvm提供的参数选择不同的组合
通过几个小例子看下几个分区的变化情况。在debug参数中设置-XX:+PrintGCDetails可以打印出堆的使用情况
public class TestGc {
private static final int mb = 1024*1024;
public static void main(String[] args) {
byte[] allocation2 = new byte[12* mb];
}
}
执行后堆的变化为：
Heap PSYoungGen total 36736K, used 14807K [0x00000007d6f60000, 0x00000007d9860000, 0x0000000800000000) eden space 31488K, 47% used [0x00000007d6f60000,0x00000007d7dd5da0,0x00000007d8e20000) from space 5248K, 0% used [0x00000007d9340000,0x00000007d9340000,0x00000007d9860000) to space 5248K, 0% used [0x00000007d8e20000,0x00000007d8e20000,0x00000007d9340000) PSOldGen total 84032K, used 0K [0x0000000784e00000, 0x000000078a010000, 0x00000007d6f60000) object space 84032K, 0% used [0x0000000784e00000,0x0000000784e00000,0x000000078a010000) PSPermGen total 21248K, used 3162K [0x000000077fc00000, 0x00000007810c0000, 0x0000000784e00000) object space 21248K, 14% used [0x000000077fc00000,0x000000077ff168f0,0x00000007810c0000)eden区域使用了47%
ublic class TestGc {
private static final int mb = 1024*1024;
public static void main(String[] args) {
byte[] allocation1 = new byte[20* mb];
byte[] allocation2 = new byte[5* mb];
allocation1 = null;
byte[] allocation3 = new byte[5* mb];
}
}
[GC [PSYoungGen: 27489K->511K(36736K)] 27489K->5631K(120768K), 0.0060850 secs] [Times: user=0.01 sys=0.01, real=0.00 secs] Heap PSYoungGen total 36736K, used 6891K [0x00000007d6f60000, 0x00000007db720000, 0x0000000800000000) eden space 31488K, 20% used [0x00000007d6f60000,0x00000007d759aef8,0x00000007d8e20000) from space 5248K, 9% used [0x00000007d8e20000,0x00000007d8e9fe18,0x00000007d9340000) to space 5248K, 0% used [0x00000007db200000,0x00000007db200000,0x00000007db720000) PSOldGen total 84032K, used 5120K [0x0000000784e00000, 0x000000078a010000, 0x00000007d6f60000) object space 84032K, 6% used [0x0000000784e00000,0x0000000785300010,0x000000078a010000) PSPermGen total 21248K, used 3171K [0x000000077fc00000, 0x00000007810c0000, 0x0000000784e00000) object space 21248K, 14% used [0x000000077fc00000,0x000000077ff18f48,0x00000007810c0000)若创建的是大对象，则直接创建在老年代中