JVM的GC概述

JVM的GC概述

GC即垃圾回收，是指jvm用于释放那些再也不使用的对象所占用的内存。
在充分理解了垃圾收集算法和执行过程后，才能有效的优化它的性能。

有些垃圾收集专用于特殊的应用程序。好比，实时应用程序主要是为了不垃圾收集中断，而大多数OLTP应用程序则注重总体效率。
垃圾收集的目的在于清除再也不使用的对象。gc经过肯定对象是否被活动对象引用来肯定是否收集该对象。两种经常使用的方法是引用计数和对象引用遍历。
引用计数
引用计数存储对特定对象的全部引用数，也就是说，当应用程序建立引用以及引用超出范围时，jvm必须适当增减引用数。当某对象的引用数为0时，即可以进行垃圾收集。
对象引用遍历
早期的jvm使用引用计数，如今大多数jvm采用对象引用遍历。对象引用遍历从一组对象开始，沿着整个对象图上的每条连接，递归肯定可到达（reachable）的对象。若是某对象不能从这些根对象的一个（至少一个）到达，则将它做为垃圾收集。在对象遍历阶段，gc必须记住哪些对象能够到达，以便删除不可到达的对象，这称为标记（marking）对象。

 

基本的回收算法：

空间维度：标记－清除、标记－压缩、标记-复制、增量回收、分代回收

时间维度：串行回收、并发回收、并行回收

 

标记－清除：

标记清除的算法最简单，主要是标记出来须要回收的对象，而后而后把这些对象在内存的信息清除，会产生大量内存碎片。

 

 

 

标记-压缩

有时也叫标记－清除－压缩收集器，这个算法是在标记-清除的算法之上进行剪切操做，将存活对象压缩在一块儿，减小内存碎片。因为压缩空间须要必定的时间，会影响垃圾收集的时间。

 

标记-复制

 

这个算法是把内存分配为两个空间，一个空间（A）用来负责装载正常的对象信息，另一个内存空间（B）是垃圾回收用的。

每次把空间A中存活的对象所有复制到空间B里面，在一次性的把空间A删除。

这个算法在效率上比标记-清除-压缩高，可是须要两块空间，对内存要求比较大，内存的利用率比较低。适用于短生存期的对象，持续复制长生存期的对象则致使效率下降。

 

 

 

增量回收：

增量回收器：把堆分为多个域，每次对从一个域进行垃圾回收。这样只会早点一小部分程序暂停。

分代回收：

基于对对象生命周期分析后得出的垃圾回收算法。把对象分为年青代、年老代、持久代，对不一样生命周期的对象使用不一样的算法进行回收。

 

串行回收：

用单线程处理全部垃圾回收工做，由于无需多线程交互，因此效率比较高。可是，也没法使用多处理器的优点，因此此收集器适合单处理器机器

 

 

并行回收：

用多线程处理全部垃圾回收工做，利用多核处理器的优点。对于空间不大的区域（如young generation），采用并行收集器停顿时间很短，回收效率高，适合高频率执行。可是若是线程数量过多，致使线程之间频繁调度，也会影响性能。一半并行收集的线程是处理器的个数。

 

 

并发回收：

并发收集器GC时GC线程和应用线程大部分时间是并发执行，只是在初始标记（initial mark）和二次标记（remark）时须要stop-the-world，这能够大大缩短停顿时间（pause time），因此适用于响应时间优先的应用，减小用户等待时间。因为GC是和应用线程并发执行，只有在多CPU场景下才能发挥其价值，在一个N个处理器的系统上，并发收集部分使用K/N个可用处理器进行回收，通常状况下1<=K<=N/4。在执行过程当中还会产生新的垃圾floating garbage（浮动垃圾），若是等空间满了再开始GC，那这些新产生的垃圾就没地方放了（并发收集器通常须要20%的预留空间用于这些浮动垃圾），这时就会启动一次串行GC，等待时间将会很长，因此要在空间还未满时就要启动GC。mark和sweep操做会引发不少碎片，因此间隔一段时间须要整理整个空间，不然遇到大对象，没有连续空间也会启动一次串行GC。采用此收集器，收集频率不能大，不然会影响到cpu的利用率，进而影响吞吐量。

 

 

JVM的GC触发原理

JVM的GC主要是对堆内存的回收，

通常把新生代的GC称为minor GC ，把老年代的GC成为 full GC，所谓full gc会先出发一次minor gc，而后在进行老年代的GC。

首先想eden区申请分配空间，若是空间够，就直接进行分配，不然进行一次Minor GC。

minor GC 首先会对Eden区的对象进行标记，标记出来存活的对象。而后把存活的对象copy到From空间。

若是From空间足够，则回收eden区可回收的对象。

若是from内存空间不够，则把From空间存活的对象复制到To区，

若是TO区的内存空间也不够的话，则把To区存活的对象复制到老年代。

若是老年代空间也不够（或者达到触发老年年垃圾回收条件的话）则触发一次full GC。

简单方向就是Eden->From->To->Old，以下图所示：

 

 

默认是不会对持久带（方法区）进行垃圾回收的，设置参数可回收：-XX:+CMSClassUnloadingEnabled

 

JVM支持的GC收集器

JVM采用的是分代回收，不一样代有不一样的垃圾收集器

如图所示：连线的是能够组合使用

 

 

各个收集器的细节我就不在这里COPY/PASTE了，SerialOld收集器在书的图中没有，是我后加上的，其实不多使用。