JVM垃圾回收机制（主要发生在堆内存空间） 分配担保机制 引用计数和root搜索 两次标记

参考：https://github.com/Snailclimb/JavaGuide#jvm

 

Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称作GC 堆（Garbage Collected Heap）.从垃圾回收的角度，由于现在收集器基本都采用分代垃圾收集算法，所以 Java 堆还可以细分为：新生代和老年代：再细致一点有：Eden 空间、From Survivor、To Survivor 空间等。进一步划分的目的是更好地回收内存，或者更快地分配内存。

堆空间的基本结构：

 

上图所示的 eden 区、s0("From") 区、s1("To") 区都属于新生代，tentired 区属于老年代。

新生代：一块eden，2块survive区        

老年代

新生代和老年代组合成为堆内存空间

 

常见的内存分配策略：

1、对象在新生代中 eden 区分配。当 eden 区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次 Minor GC. 注意：存放对象的eden和一块survive都要GC，存活的对象存放到另一块survive上。

执行MinorGC时机：eden 区没有足够空间进行分配时

• 新生代 GC（Minor GC）:指发生新生代的的垃圾收集动作，Minor GC 非常频繁，回收速度一般也比较快。
• 老年代 GC（Major GC/Full GC）:指发生在老年代的 GC，出现了 Major GC 经常会伴随至少一次的 Minor GC（并非绝对），Major GC 的速度一般会比 Minor GC 的慢 10 倍以上。

　　补充：minorGC的具体过程

　　在GC前To 幸存区(survivor)保持清空,对象保存在 Eden 和 From 幸存区(survivor)中，GC运行时,Eden中的幸存对象被复制到 To 幸存区(survivor)。针对 From 幸存区(survivor)中的幸存对象，会考虑对象年龄,如果年龄没达到阀值(tenuring threshold)，对象会被复制到To 幸存区(survivor)。如果达到阀值对象被复制到老年代。复制阶段完成后，Eden 和From 幸存区中只保存死对象，可以视为清空。如果在复制过程中To 幸存区被填满了，剩余的对象会被复制到老年代中。最后 From 幸存区和 To幸存区会调换下名字，在下次GC时，To幸存区会成为From 幸存区。

     eden通过GC到survive区，放不下的直接进入老年代

　　补充：分配担保机制

　　VM会首先检查老年代最大的可用连续空间是否大于新生代所有对象的总和，如果大于，那么这次YGC是安全的，如果不大于的话，JVM就需要判断HandlePromotionFailure是否允许空间分配担保。

　　允许分配担保：

　　　　JVM继续检查老年代最大的可用连续空间是否大于历次晋升到老年代的对象的平均大小，如果大于，则正常进行一次YGC，尽管有风险（因为判断的是平均大小，有可能这次的晋升对象比平均值大很多）；

　　　　如果小于，或者HandlePromotionFailure设置不允许空间分配担保，这时要进行一次FGC。

 

　　　　新生代采用的是复制收集算法，S0和S1始终只是用其中一块内存区，当出现YGC后大部分对象仍然存活的话，就需要老年代进行分配担保，把survior区无法容纳的对象直接晋升到老年代。

　　　　那么这种空间分配担保的前提是老年代还有容纳的空间，一共有多少对象会活下来，在实际完成内存回收之前是无法明确知道的，所以只好取之前每次回收晋升到老年代对象容量的平均值大小作为经验值，与老年代的剩余空间比较，决定是否进行FGC来让老年　代腾出更多空间。

 

2、大对象直接进入老年代

大对象就是需要大量连续内存空间的对象（比如：字符串、数组）。

就是 -XX:PretenureSizeThreshold,可以把他的值设置为字节数，比如“1048576”，就是1M。超过的直接进入老年代

默认值是0，意思是不管多大都是先在eden中分配内存：

参考：https://blog.csdn.net/w605283073/article/details/94363110

3、长期存活的对象将进入老年代

如果对象在 Eden 出生并经过第一次 Minor GC 后仍然能够存活，并且能被 Survivor 容纳的话，将被移动到 Survivor 空间中，并将对象年龄设为 1.对象在 Survivor 中每熬过一次 MinorGC,年龄就增加 1 岁，当它的年龄增加到一定程度（默认为 15 岁），就会被晋升到老年代中。对象晋升到老年代的年龄阈值，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设置。

4、动态年龄判断

Hotspot遍历所有对象时，按照年龄从小到大对其所占用的大小进行累积，当累积的某个年龄大小超过了survivor区的一半时，取这个年龄和MaxTenuringThreshold中更小的一个值，作为新的晋升年龄阈值

 

 

 

判断对象已死的方法：

1、引用计数法：给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器就加 1；当引用失效，计数器就减 1；任何时候计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的。

缺点：它很难解决对象之间相互循环引用的问题。两个失效对象相互保存了对方的指针

public class ReferenceCountingGc {
    Object instance = null;
	public static void main(String[] args) {
		ReferenceCountingGc objA = new ReferenceCountingGc();
		ReferenceCountingGc objB = new ReferenceCountingGc();
		objA.instance = objB;
		objB.instance = objA;
		objA = null;
		objB = null;

	}
}

2、可达性分析算法： “GC Roots” 的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，节点所走过的路径称为引用链，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连的话，则证明此对象是不可用的。

　　补充：综上所述，可作为GC Roots的对象包含：
　　① 虚拟机栈中引用的对象
　　② 方法区中类静态属性引用的对象
　　③ 方法区中常量引用的对象
　　④ 本地方法栈中引用的对象

 

3、要经历两次标记过程；

可达性分析法中不可达的对象被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行 finalize 方法。当对象没有覆盖 finalize 方法，或 finalize 方法已经被虚拟机调用过时，虚拟机将这两种情况视为没有必要执行。

待补充finalize方法

 

4、如何判断一个类是无用的类

• 该类所有的实例都已经被回收，也就是 Java 堆中不存在该类的任何实例。
• 加载该类的 ClassLoader 已经被回收。
• 该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。