java垃圾回收知识总结

垃圾回收：

将已经分配出去的内存，取再也不使用的回收回来，已便于再次分配

 

如何区分对象是否变成垃圾？

 

引用计数法与可达性分析

引用计数法：

使用计数器统计对象引用个数

 

使用语言：

Python

 

问题：

须要额外的空间存储计数器，频繁更新操做

没法处理循环引用问题

 

可达性分析：

GCRoot做为初始存活对象合集

 

GCRoot:

堆外指向堆内的引用

 

GCRoot范围：

Java方法栈帧中的局部变量

已加载类的静态变量

JNI handles

已启动且未中止的Java线程

 

好处：

解决了循环引用问题

 

问题：

多线程状况下可能出现漏报和误报

 

Stop-the-world以及安全点

解决方案：

STW(Stop the World)，中止其余非垃圾回收的工做，直到垃圾回收完成，这一段时间会形成GC暂停。

经过安全点机制来实现STW，当全部线程都到达安全点，才准许STW独占线程工做。

安全点的做用，找到一个稳定状态，jvm不在产生堆栈。

 

垃圾回收的三种方式

标记-清除：

原理及其简单，形成内存碎片，分配效率低

标记-压缩：

解决内存碎片化问题，代价压缩算法性能开销

标记-复制：

一样能解决内存碎片化问题，缺点堆空间使用效率低下

 

JVM虚拟机的堆划分

JVM经过分代思想进行垃圾回收，JVM堆分为新生代和老年代。

新生代：

Eden区以及两个大小相同的Survivor区

Eden存储对象的内存，对空间是线程共享，所以划分空间是须要同步。

经过TLAB避免两个对象共用一段内存。

TLAB能够向JVM申请一段连续的内存为线程私有。

 

申请操做须要加锁Eden区内存耗尽怎么办？

JVM便会触发Minor GC，存活对象放置到Survivor区。

from指针的survivor区中的对象会复制到to指向的Survivor区。

交换from和to指针，下次Minor GC时，to指向的survivor区仍是空的。

若是JVM对象在survivor区复制默认超过15次晋升到老年代，或者单个survivor区已占用50%，较高复制次数的对象也会晋升到老年代。

 

MinorGC好处不会对整个堆进行垃圾回收。

可是有一个问题，老年代的对象可能引用新生代的对象。

在标记存活对象时，咱们须要扫描老年代的对象。

若是该对象拥有对新生代对象的引用，这个也会被做为GCRoots。

可能会致使从新作一次全堆扫描，引入了卡表技术

 

卡表

卡表(Card Table):

将整个堆分为一个个大小为512字节的卡，而且维护一个卡表，用来存储每张卡的一个标识位。

这个标识位表明对象的卡是否可能存在指向新生代对象的引用。若是存在，咱们认为这张卡是脏卡。

 

如何设置卡的标识位？

JVM获取每一个引用型实例的写操做，并记录写标识位的操做

解释执行实现简单。JIT则须要插入额外逻辑，写屏障（write barrier）。

写屏障：

能加大Minor GC的效率，可是会带来虚共享问题，能够经过-XX:UseCondCardMark,来尽可能减小写卡表的操做

 

垃圾回收器类型

Serial:

最古老、最稳定的垃圾回收器

可同时做用于新生代和老年代

新生代采用复制算法

老年代采用标记-压缩算法

 

ParNew:

Serial收集器新生代的并行版本

复制算法

多线程，需多核支持

-XX:ParallelGCThreads限制线程数量

 

Parallel收集器：

相似ParNew，

新生代复制算法，老年代标记压缩

更加关注吞吐量

-XX:+UseParallelGC使用Parallel收集器+老年代串行

-XX:+UseParallelOldGC使用Parallel收集器+老年代并行

-XX:+MaxGCPauseMills最大停顿时间，单位毫秒，GC尽可能保证回收不超过该时间

-XX:+GCTimeRatio 0-100的取值范围，垃圾收集时间占总时间的比，默认99，即最大容许1%时间作GC

 TIPS:停顿时间和吞吐量不可能同时调优

 

CMS收集器：

Concurrent Mark Sweep并发标记清除

标记清除算法

并发阶段下降吞吐量

老年代收集器（新生代使用ParNew）

-XX:+UseConcMarkSweepGC

 

G1收集器：

横跨新生代和老年代

打乱堆结构，堆分红不少个区域，每一个区域均可以充当Eden区、Survivor区或者老年代其中一个

标记压缩算法

G1在Java7中发布取代CMS, java9之后CMS收集器废弃

优先回收死亡对象较多的区域

 

ZGC收集器：

暂停时间不超过10ms

java11将提供