关于JVM的垃圾回收
- 1、垃圾回收的几个基本问题
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- 1.1、什么场景下该使用什么垃圾回收策略？
- 1.2、垃圾回收发生在哪些区域？
- 1.3、对象在什么时候能够被回收？
- 2、可达性分析
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- 2.1、可达性分析说明图
- 2.2、什么是根对象
- 2.3、关于几种引用类型
- 2.4、关于finalize() 方法
- 3、三种基本垃圾回收算法
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- 3.1、标记-清除（Mark-Sweep）算法
- 3.2、标记-整理（Mark-Compact）算法
- 3.3、复制（Copy）算法
- 3.4、三种基础垃圾回收算法的对比
- 4、两种综合垃圾回收算法
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- 4.1、分代收集算法
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- 4.1.1、关于分代收集算法
- 4.1.2、分代回收对象
- 4.1.3、不同区域触发垃圾回收的条件
- 4.1.4、关于堆内存（Heap）的两点注意项
- 4.1.5、分代收集算法的好处与调优原则
- 4.2、增量算法
1、垃圾回收的几个基本问题
1.1、什么场景下该使用什么垃圾回收策略？
- 在对内存要求苛刻的场景：想办法提高垃圾的回收效率，多回收掉一些对象，腾出更多内存。
- 在CPU使用率高的情况下：降低高并发时垃圾回收的频率，让CPU更多的去执行你的业务，而不是垃圾回收。
1.2、垃圾回收发生在哪些区域？
- 堆（Heap） 和 方法区线程共享，是垃圾回收需要考虑的区域。
- 虚拟机栈、本地方法栈以及程序计数器都是线程隔离的，随着线程的创建而创建，随着线程的销毁而销毁。所以不需要考虑垃圾回收。
1.3、对象在什么时候能够被回收？
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引用计数法（java 未使用该方法）:
|_ 通过对象的引用计数器来判断该对象是否被引用。当对象间循环引用时，引用技术法就不起作用了。
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可达性分析：
|_ 以根对象（GC Roots）作为起点向下搜索，走过的路径被称为引用链（Reference Chain），如果某个对象到根对象没有引用链相连时，就认为这个对象是不可达的，可以回收。
2、可达性分析
2.1、可达性分析说明图
以下为可达性分析说明图（图 2-1）：
2.2、什么是根对象
思考（ 图2-1 ）中的根对象（GC Roots）具体包含了哪些对象？
- 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。
- 方法区中类静态属性引用的对象。
- 方法区中常量引用的对象。
- 本地方法栈中JNI（即 Native方法）引用的对象。
需要注意的是：
一个对象即使不可达，也不一定会被回收
。
当对象变成(GC Roots)不可达时，GC会判断该对象是否覆盖了finalize方法，若未覆盖，则直接将其回收。否则，若对象未执行过finalize方法，将其放入F-Queue队列，由一低优先级线程执行该队列中对象的finalize方法。执行finalize方法完毕后，GC会再次判断该对象是否可达，若不可达，则进行回收，否则，对象“复活”。
见以下说明图（图 2-2）:
2.3、关于几种引用类型
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强引用（StrongReference）
|_
形如 Object obj = new Object() 的引用。通过关键字new创建的对象所关联的引用就是强引用。
如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。
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软引用
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软引用通过java.lang.SoftReference类实现。形如 SoftReference<String> str = new SoftReference<>("hello")
是用来描述一些有用但非必需的对象。
软引用关联的对象，只有在内存不足的时候才会回收。
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弱引用
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弱引用通过WeakReference类实现。形如 WeakReference<String> str = new WeakReference<>("hello")
弱引用也是用来描述非必需对象的。
无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。
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虚引用
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形如 ReferenceQueue<String> queue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<String> pha = new PhantomReference<>("hello", queue);
2.4、关于finalize() 方法
- finalize()是Object的protected方法，子类可以覆盖该方法以实现资源清理工作，GC在回收对象之前调用该方法。
- 避免使用finalize()方法，操作不当可能会导致问题。
- finalize() 优先级低，何时会被调用无法确定，因为什么时间发生 GC不确定。
- 建议使用 try…catch…finally 来替代 finalize()。
3、三种基本垃圾回收算法
3.1、标记-清除（Mark-Sweep）算法
- 标记需要回收的对象。
- 清理掉要回收的对象。
关于JVM的垃圾回收（三）1、垃圾回收的几个基本问题2、可达性分析3、三种基本垃圾回收算法4、两种综合垃圾回收算法
3.2、标记-整理（Mark-Compact）算法
- 标记需要回收的对象。
- 把所有的存活对象压缩到内存的一端。
- 清理掉边界外的所有空间。
3.3、复制（Copy）算法
- 把内存分为两块，每次只使用一块。
- 将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存中去，然后清除掉正在使用的内存中的所有对象。
- 交换两个内存的角色，等待下次回收。
3.4、三种基础垃圾回收算法的对比
| 回收算法 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 标记-清除 | 实现简单 | 存在内存碎片、分配内存速度会受影响 |
| 标记-整理 | 无碎片 | 整理存在开销 |
| 复制 | 性能好、无碎片 | 内存利用率低 |
4、两种综合垃圾回收算法
4.1、分代收集算法
4.1.1、关于分代收集算法
分代收集算法的说明：
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把内存分成多个区域，不同区域使用不同的回收算法回收对象。
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各种商业虚拟机堆内存的垃圾收集基本上都采用了分代收集。
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根据对象的存活周期，把内存分成多个区域，不同区域使用不同的回收算法回收对象。
4.1.2、分代回收对象
- 新生代回收（Minor GC | Young GC）
- 老年代回收（Major GC）
- 清理整个堆 （Full GC）
- 因为 Major GC 执行时，一般会伴随的执行一次 Minor GC ，所以 Major GC 约等于 Full GC
4.1.3、不同区域触发垃圾回收的条件
- 当伊甸园空间不足时，触发新生代（Minor GC）垃圾回收。
- 触发老年代（Full GC）垃圾回收的条件：
- 老年代（Tenured）空间不足
- 元空间（Metaspace）不足
- 要晋升到老年代（Tenured）的对象，所占用的空间大于老年代的剩余空间。
- 显示调用了 System.gc()
- 建议垃圾回收器执行垃圾回收
- -XX:+DisableExplicitGC 参数，忽略掉System.gc()的调用
4.1.4、关于堆内存（Heap）的两点注意项
1、新建的对象不一定分配到伊甸园（Eden）
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对于大于 -XX:PretenureSizeThreshold，就会直接分配到老年代。
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新生代空间不够。
2、对象不一定要达到年龄才进入老年代
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动态年龄：如果幸存区（Survivor）空间中多有相同年龄对象大小的总和，大于 Survivor 空间的一半，那么年龄大于等于该年龄的对象就直接进入老年代
4.1.5、分代收集算法的好处与调优原则
4.2、增量算法
- 增量算法就是每次只收集一小片区域的内存空间的垃圾
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