每日一问：讲讲 Java 虚拟机的垃圾回收

昨天咱们用比较精简的文字讲了 Java 虚拟机结构，没看过的能够直接从这里查看：
每日一问：你了解 Java 虚拟机结构么？

今天咱们必须来看看 Java 虚拟机的垃圾回收算法是怎样的。不过在开始以前，咱们必定得肯定哪些是活着的对象，又有哪些是能够进行回收的。

判断对象是否存活方式

引用计数算法

对应判断一个对象是否能够回收，我想引用计数必定是最容易被想到的算法了吧。给每一个对象加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器就加 1，引用失效后减 1，当对象的计数器为 0，则说明这个对象能够被回收了。这个算法很是简单，但存在一个很是大的弊端：一旦两个对象相互引用，这个算法就没辙了。

根搜索算法

Java 就是采用的根搜索算法进行判断对象是否存活。这个算法的思路是：经过一系列名为 "GC Roots" 的对象做为起始点，从这些结点开始向下搜索，当一个对象到 "GC Roots" 没有任何引用链相连的话，则证实这个对象是能够被回收的。在 Java 中，能够做为 "GC Roots" 的对象包括：

• 虚拟机栈中引用的对象；
• 方法区中的类静态属性和常量引用的对象；
• 本地方法栈中 JNI 引用的对象；

四种引用

在 JDK 1.2 以后，引用被分为了强引用、软引用、弱引用和虚引用四种，这四种引用强度依次逐渐减弱。

强引用

强引用在 Android 代码中广泛存在，只要强引用还在，垃圾回收器就不会回收掉被引用的对象，这就是为何咱们用内部类持有 Activity 实例会形成内存泄漏的根本缘由。

软引用

软引用用来描述一些还有用，但非必需的对象，用 SoftReference 实现，被软引用关联的对象，在系统将要发生 OOM 以前，会把这些对象列进回收范围之中并进行第二次回收。软引用在 Android 中主要是用于作缓存，好比软引用缓存网络请求的图片。

弱引用

弱引用也是用来描述非必需对象的，但它的强度比软引用更弱，用 WeakReference 实现。被弱引用管理的对象只能生存到下一次垃圾收集发生以前。弱引用在 Android 中主要用于处理内存泄漏。

虚引用

虚引用其实没啥好说的，一个对象是否有虚引用的存在，彻底不会对生存时间构成影响，也没法经过虚引用来取得一个对象实例。就目前为止，我尚未在 Android 开发中使用过它。

都有些什么垃圾回收算法

学习 Java 虚拟机的垃圾回收算法以前，咱们必须来看看咱们常见的几种垃圾回收算法的思想，并把它们的优劣进行必定的对比，这样必定才能让你理解更加深入。

标记 - 清除算法

标记 - 清除算法应该是最简单基础的收集算法了，只须要标记须要回收的对象，标记完成后统一回收便可。但其有两个很是明显的弊端。

• 标记清除效率都不高；
• 标记清除后会产生大量不连续的内存碎片，致使程序之后须要较大对象时没法找到足够的连续内存而不得不提早触发另外一次垃圾收集动做。

复制收集算法

复制算法主要是将可用内存划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块，当这一块内存用完，就将存活着的对象复制到另外一块内存上去，而后把已使用过的内存空间一次性清理掉。复制回收算法能有效地避免内存碎片，可是算法须要把内存一分为二，致使内存使用率大大下降。

标记 - 整理算法

复制收集算法在对象存活率较高时就须要进行较多的复制操做，效率非很低。 效率会很低。标记-整理算法就解决了这样的问题，一样采用的是根搜索算法进行存活对象标记，但后续是将全部存活的对象都移动到内存的一端，而后清理掉端外界的对象。

分代收集算法

当前包括 Java 虚拟机在内的商业虚拟机都采用的是分代收集算法。这种算法其实就是根据对象的存活周期不一样将内存划分为几块。通常把 Java 堆分为新生代和老年代，而后根据各个年代的特色采用最适合的收集算法。

Java 虚拟机的垃圾回收策略

前面说了 Java 虚拟机采用的是分代回收算法，该算法会根据各个年代的特色采用最适合的收集算法，咱们就必须了解 Java 堆分的各个年代区域的特色。

JVM 中共分为三个代：新生代、老年代和持久代。其中持久代主要存放的是 Java 类的类信息，与垃圾收集要收集的 Java 对象关系不大。

• 新生代：全部新生成的对象首先都是放在新生代的，新生代采用复制回收算法。新生代的目标就是尽量快速地收集掉那些生命周期短的对象。新生代按照 8:1 的比例分为一个 Eden 区和两个 Survivor 区。大部分对象在 Eden 区生成，当 Eden 区满时，还存活的对象将被复制到其中的一个 Survivor 区，当这个 Survivor 区满时，此区的存活对象将被复制到另一个 Survivor 区，当另外一个 Survivor 区也满了的时候，从第一个 Survivor 区复制过来的而且此时还存活的对象，将被复制到了「年老区 」。须要注意，Survivor 的两个区是对称的，没有任何的前后关系，因此同一个区中可能同时存在 Eden 复制过来的对象，和从前一个 Survivor 区复制过来的对象，而复制到年老区的只有从第一个 Survivor 区过来的对象，并且，Survivor 区总有一个是空的。
• 老年代：在新生代中经历了 N 次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到老年代中，老年代采用标记整理回收算法。所以，能够认为老年代中存放的都是一些生命周期较长的对象。
• 持久代：用于存放静态文件，如 final 常量、static 常量、常量池等。持久代对垃圾回收没有显著影响，但有些应用可能动态生成或者调用一些 class。在这种时候须要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程当中新增的类。

谈谈 Java 垃圾回收的触发条件

Java 垃圾回收包含两种类型：Scavenge GC 和 Full GC。

• Scavenge GC：通常状况下，当新对象生成，而且在 Eden 申请空间失败的时候，就会触发 Scavenge GC，对 Eden 区进行 GC，清除非存活的对象，而且把尚且存活的对象移动到 Survivor 区，而后整理 Survivor 的两个区。这种方式的 GC 是对新生代的 Eden 区进行，不会影响到老年代。由于大部分对象都是从 Eden 区开始的，同时 Eden 区不会分配的很大，因此 Eden 区的 GC 会频繁进行。
• Full GC：Full GC 将会对整个堆进行整理，包括新生代、老年代和持久代。Full GC 由于须要对整个堆进行回收，因此比 Scavenge GC 要慢，所以应该尽可能减小 Full GC 的次数。在对 JVM 调优的过程当中，很大一部分工做就是对 Full GC 的调节，有以下缘由可能致使 Full GC:
  1. 老年代被写满；
  2. 持久代被写满；
  3. System.gc() 被显式调用；

好了，这一篇文字比起前面的文字稍微多了一些，主要是知识关联性稍微大了一些，又不适合分开讲解，因此就只能这样了。