關于JVM的垃圾回收
- 1、垃圾回收的幾個基本問題
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- 1.1、什麼場景下該使用什麼垃圾回收政策？
- 1.2、垃圾回收發生在哪些區域？
- 1.3、對象在什麼時候能夠被回收？
- 2、可達性分析
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- 2.1、可達性分析說明圖
- 2.2、什麼是根對象
- 2.3、關于幾種引用類型
- 2.4、關于finalize() 方法
- 3、三種基本垃圾回收算法
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- 3.1、标記-清除（Mark-Sweep）算法
- 3.2、标記-整理（Mark-Compact）算法
- 3.3、複制（Copy）算法
- 3.4、三種基礎垃圾回收算法的對比
- 4、兩種綜合垃圾回收算法
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- 4.1、分代收集算法
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- 4.1.1、關于分代收集算法
- 4.1.2、分代回收對象
- 4.1.3、不同區域觸發垃圾回收的條件
- 4.1.4、關于堆記憶體（Heap）的兩點注意項
- 4.1.5、分代收集算法的好處與調優原則
- 4.2、增量算法
1、垃圾回收的幾個基本問題
1.1、什麼場景下該使用什麼垃圾回收政策？
- 在對記憶體要求苛刻的場景：想辦法提高垃圾的回收效率，多回收掉一些對象，騰出更多記憶體。
- 在CPU使用率高的情況下：降低高并發時垃圾回收的頻率，讓CPU更多的去執行你的業務，而不是垃圾回收。
1.2、垃圾回收發生在哪些區域？
- 堆（Heap） 和 方法區線程共享，是垃圾回收需要考慮的區域。
- 虛拟機棧、本地方法棧以及程式計數器都是線程隔離的，随着線程的建立而建立，随着線程的銷毀而銷毀。是以不需要考慮垃圾回收。
1.3、對象在什麼時候能夠被回收？
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引用計數法（java 未使用該方法）:
|_ 通過對象的引用計數器來判斷該對象是否被引用。當對象間循環引用時，引用技術法就不起作用了。
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可達性分析：
|_ 以根對象（GC Roots）作為起點向下搜尋，走過的路徑被稱為引用鍊（Reference Chain），如果某個對象到根對象沒有引用鍊相連時，就認為這個對象是不可達的，可以回收。
2、可達性分析
2.1、可達性分析說明圖
以下為可達性分析說明圖（圖 2-1）：
2.2、什麼是根對象
思考（ 圖2-1 ）中的根對象（GC Roots）具體包含了哪些對象？
- 虛拟機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象。
- 方法區中類靜态屬性引用的對象。
- 方法區中常量引用的對象。
- 本地方法棧中JNI（即 Native方法）引用的對象。
需要注意的是：
一個對象即使不可達，也不一定會被回收
。
當對象變成(GC Roots)不可達時，GC會判斷該對象是否覆寫了finalize方法，若未覆寫，則直接将其回收。否則，若對象未執行過finalize方法，将其放入F-Queue隊列，由一低優先級線程執行該隊列中對象的finalize方法。執行finalize方法完畢後，GC會再次判斷該對象是否可達，若不可達，則進行回收，否則，對象“複活”。
見以下說明圖（圖 2-2）:
2.3、關于幾種引用類型
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強引用（StrongReference）
|_
形如 Object obj = new Object() 的引用。通過關鍵字new建立的對象所關聯的引用就是強引用。
如果一個對象具有強引用，那垃圾回收器絕不會回收它。當記憶體空間不足，Java虛拟機甯願抛出OutOfMemoryError錯誤，使程式異常終止，也不會靠随意回收具有強引用的對象來解決記憶體不足的問題。
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軟引用
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軟引用通過java.lang.SoftReference類實作。形如 SoftReference<String> str = new SoftReference<>("hello")
是用來描述一些有用但非必需的對象。
軟引用關聯的對象，隻有在記憶體不足的時候才會回收。
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弱引用
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弱引用通過WeakReference類實作。形如 WeakReference<String> str = new WeakReference<>("hello")
弱引用也是用來描述非必需對象的。
無論記憶體是否充足，都會回收被弱引用關聯的對象。
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虛引用
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形如 ReferenceQueue<String> queue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<String> pha = new PhantomReference<>("hello", queue);
2.4、關于finalize() 方法
- finalize()是Object的protected方法，子類可以覆寫該方法以實作資源清理工作，GC在回收對象之前調用該方法。
- 避免使用finalize()方法，操作不當可能會導緻問題。
- finalize() 優先級低，何時會被調用無法确定，因為什麼時間發生 GC不确定。
- 建議使用 try…catch…finally 來替代 finalize()。
3、三種基本垃圾回收算法
3.1、标記-清除（Mark-Sweep）算法
- 标記需要回收的對象。
- 清理掉要回收的對象。
關于JVM的垃圾回收（三）1、垃圾回收的幾個基本問題2、可達性分析3、三種基本垃圾回收算法4、兩種綜合垃圾回收算法
3.2、标記-整理（Mark-Compact）算法
- 标記需要回收的對象。
- 把所有的存活對象壓縮到記憶體的一端。
- 清理掉邊界外的所有空間。
3.3、複制（Copy）算法
- 把記憶體分為兩塊，每次隻使用一塊。
- 将正在使用的記憶體中的存活對象複制到未使用的記憶體中去，然後清除掉正在使用的記憶體中的所有對象。
- 交換兩個記憶體的角色，等待下次回收。
3.4、三種基礎垃圾回收算法的對比
| 回收算法 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
| 标記-清除 | 實作簡單 | 存在記憶體碎片、配置設定記憶體速度會受影響 |
| 标記-整理 | 無碎片 | 整理存在開銷 |
| 複制 | 性能好、無碎片 | 記憶體使用率低 |
4、兩種綜合垃圾回收算法
4.1、分代收集算法
4.1.1、關于分代收集算法
分代收集算法的說明：
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把記憶體分成多個區域，不同區域使用不同的回收算法回收對象。
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各種商業虛拟機堆記憶體的垃圾收集基本上都采用了分代收集。
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根據對象的存活周期，把記憶體分成多個區域，不同區域使用不同的回收算法回收對象。
4.1.2、分代回收對象
- 新生代回收（Minor GC | Young GC）
- 老年代回收（Major GC）
- 清理整個堆 （Full GC）
- 因為 Major GC 執行時，一般會伴随的執行一次 Minor GC ，是以 Major GC 約等于 Full GC
4.1.3、不同區域觸發垃圾回收的條件
- 當伊甸園空間不足時，觸發新生代（Minor GC）垃圾回收。
- 觸發老年代（Full GC）垃圾回收的條件：
- 老年代（Tenured）空間不足
- 元空間（Metaspace）不足
- 要晉升到老年代（Tenured）的對象，所占用的空間大于老年代的剩餘空間。
- 顯示調用了 System.gc()
- 建議垃圾回收器執行垃圾回收
- -XX:+DisableExplicitGC 參數，忽略掉System.gc()的調用
4.1.4、關于堆記憶體（Heap）的兩點注意項
1、建立的對象不一定配置設定到伊甸園（Eden）
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對于大于 -XX:PretenureSizeThreshold，就會直接配置設定到老年代。
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新生代空間不夠。
2、對象不一定要達到年齡才進入老年代
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動态年齡：如果幸存區（Survivor）空間中多有相同年齡對象大小的總和，大于 Survivor 空間的一半，那麼年齡大于等于該年齡的對象就直接進入老年代
4.1.5、分代收集算法的好處與調優原則
4.2、增量算法
- 增量算法就是每次隻收集一小片區域的記憶體空間的垃圾
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