JVM---GC
概述
/**
* 【GC---概述】
* <什么是垃圾>
* 在运行程序中 没有任何指针指向的 对象；
*
* <为什么要进行GC>
* a, 内存消耗完
* b, 碎片整理
* 除了回收垃圾对象外，GC也可以清理内存的记录碎片，碎片整理将整理出的内存分配给新的对象；
* c, 影响程序正常运行
* 随着应用程序业务越复杂，用户越来越多，没有GC就不能保证应用程序的正常运行；
* 经常造成的STW的GC跟不上实际的需求，需要对GC进行优化；
*
* <早期的GC>
* 在早期的C/C++时代，GC基本是是手工进行；
* 开发人员可以使用new申请内存，delete释放内存；
*
* 特点：
* 1、灵活控制内存
* 2、给开发人员带来 频繁申请和释放内存的管理负担
* 若有一处内存区由于开发人员忘记，就会产生内存泄漏，垃圾对象永远无法清除；
*
* <Java垃圾回收机制>
* 自动内存管理，无需开发人员手动参与内存的分配与回收；
*
* 特点：
* 1、降低内存泄漏、内存溢出的风险；
* 2、开发人员从繁重的内存管理释放出来，专注于业务开发
* 3、弱化开发人员在程序出现异常时定位、解决问题的能力；
*
* 垃圾回收器 对堆（回收重点）、方法区进行回收；
*/
标记阶段
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* 【GC---垃圾回收-标记阶段】
*
* <标记阶段做什么？>
* 堆中存放几乎所有的Java对象实例，在GC之前，首先需要判断内存中哪些是存活对象，哪些是死亡对象；
* （只有被标记为死亡对象，GC在执行垃圾回收时，才会释放其占用的内存空间）
*
* <如何判断一个对象已经死亡？>
* 当一个对象 不被任何其他对象引用；
*
* <标记阶段算法>
* 1、引用计数算法
* 对每个对象保存一个整型的 引用计数器属性；
*
* 引用计数器：
* 作用：
* 用于记录对象被引用的情况；
*
* 对于一个对象A，只有任何一个对象引用A，则A的计数器+1；
* 当引用失效时，A的计数器-1；
* 当A的计数器值为0，表示A不再被使用；
*
* 优点：
* 实现简单，垃圾对象易于标识；
*
* 缺点：
* 需要单独的字段存储计数器，增加内存空间的开销；
* 每次赋值都要更新计数器，增加了时间开销；
* 无法处理循环引用的问题（导致Java的垃圾回收没有选择引用计数算法）；
* eg：
* p -> A <-> B
* rc=2 rc=1
*
* 当P引用移除后，导致内存泄漏
* A <-> B
* rc=1 rc=1
*
* 2、可达性分析（根搜索、追踪性垃圾收集）算法
*
* GC Roots:
* 一组必须活跃的引用；
*
* Java中，GC Roots包括哪些元素：
* 虚拟机栈内
* 参数，局部变量等；
* 本地方法栈内
* static变量
* ...
*
* 引用链：
* 可达性分析算法，内存中存活对象 会被 GC Roots直接或间接连接着，搜索所走过的路径称为 引用链；
*
* 基本思路：
* 以GC Roots为起始点，按照从上至下的方式搜索 被GC Roots所连接的目标对象是否可达；
* 如果目标对象没有任何 引用链 相连，则不可达，意味着目标对象死亡，可标记为垃圾；
*
* 注意：
* 当使用 可达性分析算法 判断内存是否可回收时，分析工作必须在 一个能保障一致性的快照中 进行；
* GC时 必须Stop The World就是这个原因；
*/
对象的finalization机制
/**
* 【GC---对象的finalization机制】
* Java语言 提供了 对象终止（finalization）机制 允许开发人员 提供 对象被销毁之前的自定义处理逻辑；
*
* finalize():
* java.lang.Object#finalize()
*
* Called by the garbage collector on an object when garbage collection determines that there are no more references to the object. 当某个对象为垃圾时，垃圾收集器会调用该对象的finalize();
* A subclass overrides the finalize method to dispose of system resources or to perform other cleanup. 子类可以重写finalize() ，用来处理系统资源或执行其他清理；
*
* ***只会被 垃圾收集器 调用一次；
*
* 注意：
* 永远不要显式调用某个对象的finalize()，应该交给 垃圾收集器去调用，理由：
* 1、可能导致对象复活
* 2、执行时间没有保障，完全由GC线程决定；
* 3、
*
* 由于finalize()的存在，虚拟机中的对象一般处于3种可能状态：
* 可触及：
* 从根节点开始，可以到达这个对象；
* 可复活：
* 从根节点开始，所有引用都被释放，但是有可能在finalize()中复活；
* 不可触及：
* 对象的finalize()被调用 且 没有复活；
*
* 判断一个对象是否可回收，至少经历2次标记过程：
* 1、如果对象A到GC Roots不可达，标记第一次；
* 2、判断对象A是否有必要执行finalize()：
* a, 如果对象A没有重写finalize() 或 finalize()已被调用，对象A 为不可触及；
* b, 如果对象A重写finalize() 且 未被调用，对象A会被插入到 队列中，由低优先级的Finalizer线程 调用对象A的finalize()；
* 如果调用finalize()后，对象A可达，则被移出 被回收 集合；
*/
public class FinalizeTest {
static Object o;
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("sub finalize...");
o = this;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
o = new FinalizeTest();
o = null;
System.gc();
Thread.sleep(10000);
if (null == o){
System.out.println("o is dead");
}
else {
System.out.println("o is still alive");
}
}
}
使用jprofiler查看GC Roots、分析OOM
/**
* 【GC---使用jprofiler查看GC Roots、分析OOM】
* jprofiler
* Idea插件
*
* dump文件
* what
* 进程的内存镜像；
*/
清除阶段
/**
* 【GC---垃圾回收-清除阶段】
* 当成功标记出内存中存活对象和死亡对象后，GC接下来的任务就是执行垃圾回收，释放死亡对象所占用的内存空间，以便有足够的可用空间为新对象分配内存；
*
* <清除阶段算法>
* 1、标记-清除算法 Mark-Sweep
* 实现思路：
* 当堆中有效内存空间被耗尽时，会STW，然后进行2个操作：
* 标记：
* 垃圾回收器 从引用根节点开始遍历，标记 所有被引用的对象（在对象的Header中记录为可达对象）；
* 清除：
* 垃圾回收器 对堆内存 从头到尾 进行线性遍历，如果发现某个对象在其Header中没有标记为可达对象，则进行回收；
*
* 缺点：
* 效率不高；
* GC的时候，需要STW，导致用户体验很差；
* 这种方式清理出来的内存是不连续的，容易产生碎片，需要维护一个空闲列表；
*
* 注意：
* 何为清除？
* 清除并不是真的置空，而是把需要清除的对象地址保存在空闲列表中；
* 当有新对象需要加载时，判断垃圾位置空间是否够，如果够，就覆盖垃圾空间内容；
*
* 2、复制算法 Copying
* 实现思路：
* 将内存空间分为2块，每次只使用其中一块；
* 在GC时，将 可达对象 复制到 另一个块内存中，然后清除正在使用的内存；
*
* 优点：
* 没有标记、清除过程，实现简单，运行高效；
* 复制后的内存空间连续，不会出现碎片问题；
*
* 缺点：
* 需要2倍的内存空间；
* 复制算法需要维护引用关系，时间开销也不小；
* 适用于 可达对象比较少的场景；
*
* 场景：
* 新生代的 Survivor区
*
*
* 3、标记-压缩（整理）算法 Mark-Compact
* 实现思路：
* 标记：
* 垃圾回收器 从引用根节点开始遍历，标记 所有被引用的对象（在对象的Header中记录为可达对象）；
* 压缩：
* 移动所有可达对象 且 按内存地址依次排列，然后，将末端内存地址以后的内存全部回收，无需使用空闲列表；
*
* 优点：
* 解决 标记-清除算法 的碎片化问题；
* 解决 复制算法 的内存减半的问题；
*
* 缺点：
* 移动对象同时，需要维护引用关系；
* 移动过程中，需要STW；
*
* 本质：
* 标记-清除算法执行后，再进行一次内存碎片整理；
*
* 标记-清除 与 标记-压缩 的区别：
* 标记-清除 是非移动式的回收算法；
* 标记-压缩 是移动式的回收算法；
*/
标记-清除算法
复制算法
标记-压缩算法
