java-gc

GC: Garbage Collection, 垃圾收集

java堆内存分： 新生代（1个Eden区， 2个Survivor区，比例：8:1:1）、老年代

GC要做的事情： 针对有限内存，将不用的对象清除，达到内存释放目的

GC机制递进理解： GC的区域在哪里, GC的对象是什么，GC的时机是什么？ GC做哪些事情

 

 

 

GC的区域
jvm中 程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈随线程而生随线程而灭，实现自动的内存清理； gc 主要针对java堆和方法区，这部分内存的分配和使用都是动态的
运行时数据区域：(程序计数器、本地方法栈、虚拟机栈；方法区、堆)，主要回收区域（方法区、堆）：无用堆对象实例回收、常量池回收、类型的卸载

GC对象
已经没有存活的对象，判定方法：
引用计数（新增引用计数加1，引用释放计数减1，计数为0即可回收，无法解决对象相互引用问题）；
可达分析（Roots向下搜索，搜索走过的路径成为引用链，若Roots没有任何引用链相连，则该对象为不可用、不可达对象）
（GC Roots： 虚拟机引用的对象；本地方法JNI引用的对象；方法区类静态属性引用的对象；方法区中常量应用的对象）

GC时机
程序调用System.gc时触发；系统自身决定GC触发的时机（根据Eden区和Survivor的From space 区内存大小来决定，当内存大小不足时，启动GC线程并停止应用线程）
GC共分两种：
minorGC： Eden区满时，触发minorGC；
fullGC(Major GC)： 调用System.gc时，系统建议执行full GC；老年代空间不足；方法区空间不足；通过Minor GC进入老年代的大小大于老年代的可用内存；由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space的大小；

GC做哪些事情
清理对象，整理内存

 

 

GC常用算法

标记清除算法
每个对象一个存储位，记录对象状态；分两个阶段，标记阶段：检查是否死亡；清除阶段：对死亡对象进行清除优点：活着对象只需要找到一个即可，并且不需要移动对象；缺点：效率较低（递归、遍历），所有活着对象都要在标记阶段遍历一遍；所有对象都需要在清除阶段扫描一遍；没有移动对象，产生较多碎片；

标记压缩算法
标记清除改进版，标记阶段将所有对象标记为存活、死亡两种状态；第二阶段将所有活着的对象放到另外一处空间，然后把剩余的所有对象全部清除
优点：不会产生大量碎片；缺点；如果存活的对象过多，整理阶段会执行较多复制操作；

复制算法
将内存分为两部分，只使用其中一部分，该部分内存满后，将所有存活对象复制到另一个内存中，将之前内存清空，只使用这部分内存，循环下去
（与标记整理区别为不是再同一区域复制，而是复制到另一个区域）

优点：不产生内存碎片；缺点：每次运行，总有一半内存是空的

分代收集算法（主流）
根据对象生成周期分为新生代、老年代：
新生代：对象生成期短，每次回收都有大量的对象死去，采用复制算法；

老年代：对象存活率较高，没有额外的空间进行分配担保，可使用标记整理、标记清除；
新生代分Eden区，From区、To区 -> Eden区满，触发YoungGC，也是年轻代的垃圾回收，将能用的对象复制到From区；Eden区被清理干净后，继续创建新对象，再次用完后，再触发YoungGC，这次触发YoungGC后，会将Eden区和From区还被使用的对象复制到To区；再下一次YoungGC，将Eden区和To区复制到From区；经过多次游荡，From区或To区满后，一起复制到老年代； 老年代满了后，进行FullGC，即全量回收。

 

 

垃圾收集器（可设置收集器）

1. Serial 收集器
串行收集器是最古老，最稳定以及效率高的收集器，可能会产生较长的停顿，只使用一个线程去回收
新生代串行-复制算法和老年代串行-标记压缩算法

2. 并行收集器

2.1 ParNew
新生代并行-复制算法，老年代串行

2.2 Parallel收集器
新生代-复制算法， 老年代-标记压缩（可设置串行或并行）

3. CMS收集器
应用程序线程和GC线程交替执行
标记清除算法(不能改变对象的内存位置，所有不是标记整理)：a)初始标记（全局卡顿），根直接关联的对象；b)并发标记，和用户线程一起，标记全部对象； c)重新标记（全局卡顿），为刚才并发标记做修正；d)并发清除；

影响系统整体吞吐量和性能；清理不彻底；由于并行操作，需要提前清理，否则易导致内存不足；清理失败，使用串行收集器为后备； 并行减少GC时间，但是没有处理碎片，还需要花时间清理碎片，本质上没有改善时间

4. G1收集器
G1使用标记整理算法，不会产生内存碎片（分配大对象不会因为无法找到连续空间而提前触发下一次GC）；可预测停顿时间，即指定垃圾回收时间
将java堆划分为多个独立区域（region），仅保留新生代和老年代的概念，不在物理隔离，都是Region的集合

初始标记阶段， 触发 youngGC； 并发标记；再标记；并发整理、清除；

 

finalize

Object 的projected方法， 子类可覆盖该方法实现资源清理，GC在回收对象前调用该方法
调用具有不确定性，不建议用该方法完成非内存资源的清理，但建议：清理本地对象，某些非内存资源释放的一个补充（Socket，文件）

java不会保证finalize会被执行

finalize流程：对象roots不可达，判断有无finalize方法，若无直接回收；若有并且未执行，防止低优先级队列执行该方法；执行完后再判断该对象是否可达，仍不可达回收，否则复活

 

GC总结
1. 尽早释放无用对象的引用，尤其比较复杂的对象图
2. 尽量少用finalize，提供一个释放对象和资源的机会， 但会加大GC的工作量

 

参考： https://blog.csdn.net/laomo_bible/article/details/83112622