JVM 垃圾回收机制
1. GC的概念
Garbage Collection 垃圾收集
Java中，GC的对象是堆空间和永久区(如果对Java内存区域不太了解，请查看Java内存区域)
2. GC算法
2.1 引用计数法
老牌垃圾回收算法
通过引用计算来回收垃圾
使用者：
- COM
- ActionScript3
- Python
引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器就加1，当引用失效时，引用计数器就减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象A就不可能再被使用。
所以当一个对象的引用数量为0，就意味着没有人引用了这个对象，就可以将这个对象GC掉。
引用计数法的问题：
- 引用和去引用伴随加法和减法，影响性能
- 很难处理循环引用
从上图可以看出，右边的3个对象，最后的引用计数都是1，但是都不被根对象所引用，三个垃圾对象循环引用，导致都无法被回收。
这里要注意的是，引用计数法在Java中没有采用。
2.2 标记-清除
2.3 标记-压缩
标记-压缩算法适合用于存活对象较多的场合，如老年代。它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。和标记-清除算法一样，标记-压缩算法也首先需要从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但之后，它并不简单的清理未标记的对象，而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后，清理边界外所有的空间。
2.4 复制算法
- 与标记-清除算法相比，复制算法是一种相对高效的回收方法
- 不适用于存活对象较多的场合 如老年代
- 将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中，之后，清除正在使用的内存块中的所有对象，交换两个内存的角色，完成垃圾回收
复制算法的问题：空间浪费，只能使用一半空间
通过整合标记清理思想来使得空间不怎么浪费
中间那块就是复制算法的核心区域，两块区域相同大小的空间。
具体步骤是：
1. 在最上面那块大的区域产生新对象。
2. 大对象不太适合在复制空间，因为复制空间的容量是有限的，所以需要一个大的空间做担保，所以让老年代做担保。这样产生的大对象直接进入老年代。
3. 每一次GC，对象的年龄就会+1，一个对象在几次GC后仍然没有被回收，则这个对象就是一个老年对象。老年对象是一个长期被引用的对象，老年对象将被放入老年代。
4. 步骤1中产生的小对象，将进入到复制空间。原先复制空间中的新对象也将被复制到另一块复制空间
5. 清空垃圾对象
-XX:+PrintGCDetails的输出
根据-XX:+PrintGCDetails的输出，我们可以看到
一个堆分为new generation(新生代) , tenured generation(老年代)和compacting perm gen。
而new generation分为eden space,from space（有些地方称为s0和s1，表示幸存代） , to space。
eden space就是上面那种图中，对象产生的地方。
from space和to space是两块大小一样的区域，是上图中的复制空间。
new generation的可用总空间就是eden space+一块复制空间（另一块不算），但是根据new generation的地址访问可以算出是eden space + 两块复制空间区域，所以复制算法浪费了一部分空间。
2.5 分代思想
依据对象的存活周期进行分类，短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。
根据不同代的特点，选取合适的收集算法
- 少量对象存活，适合复制算法
- 大量对象存活，适合标记清理或者标记压缩
进入老年代的对象有两种情况：
1. 新生代空间不够，老年代做担保存放一些大对象
2. 某些对象多次GC后仍然存在，进入老年代。
老年代的大多数对象都是第2种情况，所以老年代的对象的生命周期比较长，GC的发生也比较少，会有大量对象存活，所以不用复制算法，而改为标记清理或者标记压缩。所有的算法，需要能够识别一个垃圾对象，因此需要给出一个可触及性的定义
3. 可触及性
可触及的
- 从根节点可以触及到这个对象
- 一旦所有引用被释放，就是可复活状态
- 因为在finalize()中可能复活该对象
- 在finalize()后，可能会进入不可触及状态
- 不可触及的对象不可能复活
- 可以回收
public class CanReliveObj
{
public static CanReliveObj obj;
@Override
protected void finalize() throws Throwable
{
super.finalize();
System.out.println("CanReliveObj finalize called");
obj = this;
}
@Override
public String toString()
{
return "I am CanReliveObj";
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
obj = new CanReliveObj();
obj = null; // 可复活
System.gc();
Thread.sleep(1000);
if (obj == null)
{
System.out.println("obj 是 null");
}
else
{
System.out.println("obj 可用");
}
System.out.println("第二次gc");
obj = null; // 不可复活
System.gc();
Thread.sleep(1000);
if (obj == null)
{
System.out.println("obj 是 null");
}
else
{
System.out.println("obj 可用");
}
}
}
输出：
CanReliveObj finalize called obj 可用 第二次gc obj 是 null一般我们认为，对象赋值null后，对象就可以被GC了，在上述实例中，在finalize中，又将obj=this，使对象复活。因为finalize只能调用一次，所以第二次GC时，obj被回收。
因此对于finalize会有这样的建议：
- 经验：避免使用finalize()，操作不慎可能导致错误。
- finalize优先级低，何时被调用（在GC时被调用，何时发生GC不确定） 不确定
- 可以使用try-catch-finally来替代它
- 栈中引用的对象
- 方法区中静态成员或者常量引用的对象（全局对象）
- JNI方法栈中引用对象
4. Stop-The-World
Stop-The-World是Java中一种全局暂停的现象。全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互
多半由于GC引起，当然Dump线程、死锁检查、堆Dump都有可能引起Stop-The-World
GC时为什么会有全局停顿？
类比在聚会时打扫房间，聚会时很乱，又有新的垃圾产生，房间永远打扫不干净，只有让大家停止活动了，才能将房间打扫干净。
危害 长时间服务停止，没有响应
遇到HA系统，可能引起主备切换，严重危害生产环境。
新生代的GC（Minor GC），停顿时间比较短
老年代的GC（Full GC），停顿时间可能比较长