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区别于C语言手动回收,Java自动执行垃圾回收,但为了执行高效,需要了解其策略,更好的去应用。
以下用HotSpot虚拟机为例,选取几个有意思的参数讲一下
1、默认GC时间为总时间的1%。也就是说GC线程设置有超时时间,防止卡死或过多妨碍主线程。
2、最高最低内存空闲比例分别为70%和40%。也就是说在小于70之后自动压缩,在大于40之后自动扩展。
3、最大内存为64M,达到即开始回收。
4、默认关闭来自System.gc()要求的垃圾回收。也就是说一般调用这个方法都没用。
5、默认Eden与Survivor的比例是8:1,Eden是主要存储区域,Survivor是次要的,配合老年代使用。
6、默认某对象经过15次GC后都没回收则进入老年代,默认老年代空间使用68%即被回收
Dalvik与JVM的最大差别在于,前者基于寄存器架构,后者基于栈架构。也就是说前者处理速度更快。
新生代:一般是指大批对象产生的快,消亡的也快
老生代:一般是指大批对象产生后,不容易消亡
标记-清理(mark-sweep) 标记出所有需要回收的内存,然后统一清理;
复制算法(copying)上述5就是这种算法的逻辑,Eden和Survivor回收时,当剩余存活对象放到另一个Survivor里
标记-整理(mark-compact)标记出不需要回收的内存,复制到内存的一端,然后把另一端内存都回收掉
标记-清理、标记-整理均适用于老年代,复制算法适用于新生代。
特殊说明:标记-清理劣势在于效率不高,因为要不断计算标记不活跃的对象;其次会产生很多碎片,不利于大数据对象的生成;标记-整理适用于老年代,存活率高的话就特殊麻烦,而且如果内存是100%的存活就很麻烦,可能要几个虚拟机一起存储,这或许就是服务器集群的基础;复制算法,也是对象存活率高的话,可能原来分配的Survivor区根本不够,也需要依赖其他内存块-或者直接将对象以持久化数据的形式存储在硬盘上,比起标记整理来说,内存利用率要高一些,因为标记整理差不多一半一半来分配空闲内存和活跃对象内存。
最后一种垃圾回收机制,是分代收集算法,就是把前3种,按照新生代和老年代以及内存活跃度,采用相关比例及合适的回收机制来处理。以上就是垃圾回收机制的主要内容。
回收策略:由上述3和5决定。其中6也作为一种判断对象存活的算法,给对象添加一个引用计数器,有新地方引用就+1,不再引用就-1,为0时即可标记,稍后清除;但是,但是,但是,虚拟机并不是简单的使用这个算法来判断对象
是否存活,对象引用、组合、聚合,最后循环引用,必然是行不通的,因此它的标记算法要复杂的多。
GC Roots 回收起点 有以下几种
1、栈中引用的对象
2、方法区静态引用对象
3、方法区常用引用对象
4、JNI引用的对象
常见的由常量、方法区开始,搜索出使用过的路径,就叫引用链,当一个对象跟引用链没有连接,则标为可回收对象
同时该对象的finalize方法如果被调用过,或者未被覆盖(如果覆盖并被引用链引用,则会逃脱),则二次标记回收,正式进入回收队列F-Queue。而GC方法,仅是催促虚拟机加快回收,具体则由收集器的策略决定
以上两种第1种是人工代码层的回收策略,第2种是虚拟机的回收策略
那么基于上述各种机制的垃圾回收器有几种呢,接下来继续看
做技术至今,发现一个问题:没有万能的方法,只有最合适的方法。垃圾回收器也是如此,没有万能的通用垃圾回收器,只有最合适的垃圾回收器,偶尔两个回收器也会搭手共同完成任务。
下面的回收器,依次优化升级,越来越高级!
Serial 最早的垃圾回收器,单线程操作,意思就是虚拟机启动1个小时得休息5分钟,用来做垃圾回收;现在也是处理器要分出一个来处理垃圾回收,不过变成多线程的;最初的产品设计,可以理解嘛,完成任务是第一要求,能用才能把事继续做下去。优点是,没有多线程交互的开销,只要不频繁,如果只有200M以内的新生代(注意老年代不行)内存,100毫秒以内可以回收。使用第1种算法(配第一种回收器),新生代收集器
ParNew,Serial的多线程版本,CPU越多,执行越高效,少的时候由于线程交互,效率未必比Serial高,但首次实现不等待操作(由于用户线程等级>垃圾回收线程)使用第2种算法,新生代收集器
Parallel Scavenge 同ParNew一样,不同处在于它以吞吐量为先,运行代码时间/CPU总消耗时间,也就要尽可能要求更长的运行时间,减少GC的次数,这样用户的体验就会好一些。使用第2种算法,新生代收集器。无法与CMS配合
Serial Old 单线程,使用第3种算法的老年代收集器-应用:1、与前一种回收器配合,2、作为CMS的后备方案
Parallel Old 多线程,使用第3种算法的老年代收集器
CMS,Concurrent Mark Sweep 使用第1种算法,以回收停顿时间最短为标准 ,因此体检较好,有并发标记、初始标记、重新标记、并发清除四个过程,初始和重新标记均会停下所有线程。缺点有三 1、标记清除,容易使内存不连续,最后大对象很难生成; 2、跟CPU关系很大,开启的线程数=(CPU数量+3)/4;3、无法处理浮动内存,因为并发收集,所以收集期间仍然会产生新的垃圾。标记整理和标记清除的算法都适用于老年代收集器
G1 Garbage First 将整个堆(新生代和老年代)划分成多块,跟踪垃圾堆集的程度,根据允许收集的时候,首先收集垃圾最多的区域。这样既能保证吞吐量,又能减少卡顿时间(指定只能收集多长时间),使用标记整理算法,适用老年代垃圾收集器。
内存由新生代的Eden(对象优先存储在这里)+Survivor+老年代组成,内存不足先执行Minor GC,如果内存仍然不够,让老年代担保,Survivor对象进入老年代,否则进行Full GC
一般大对象(byte[]、年龄大于15(Minor一次岁数+1)以上的对象或者Survivor空间相同年龄的总和大于空间一半,则直接进入老年代
最后再介绍一下引用,强引用、软引用、弱引用、虚引用
一般情况下常量都是强引用,软引用的对象在内存不足时会被回收,弱引用执行一次Minor GC即被回收,虚引用不会导致对象被回收,只是为了在该对象被回收时得到一个通知。
垃圾回收器是虚拟机的重要组成部分,另一块就是内存分配,还有线程并发、类等结构定义、文件加载等模块
常见虚拟机有三种:
HotSpot(就是上面举例那种,Sun公司97年收购并作为默认虚拟机)
JRockit(Bea公司02年收购,对服务器硬件和使用场景高度优化,即可编译,号称最快虚拟机)
J9(IBM独立开发,作为支持其硬件销售的虚拟机,可以说并不开放)
其他Sun Classic(虚拟机鼻祖)Sun Exact(与HotSpot共存过的虚拟机,后被并入HotSpot)
Apache Harmony(兼容1.5和1.6,催生安卓,由于TCK-技术兼容包问题,与Oracle决裂,退出JCP-Java委员会)意味着安卓是并非严格执行J2EE标准
嵌入虚拟机:
Dalvik,名字来源于冰岛一个渔村,执行ART的dex而非JIT的class文件,使得它的运行速度更快
KVM,简单、轻量、高移植性,Android和IOS出现以前,广泛应用于手机平台,但运行较慢
CDC/CLDC Sun设计用来代替上面的虚拟机
下次咱们讲讲Dalvik的原理