Java GC

  1. 判断对象是否存活
    1. 引用计数法
    2. 可达性分析算法
    3. Java中的引用
    4. finalize方法
  2. 垃圾收集算法
    1. 标记-清除算法
    2. 复制算法
    3. 标记-整理算法
    4. 分代收集算法
  3. 垃圾收集器
    1. Serial收集器
    2. ParNew收集器
    3. Parallel Scavenge收集器
    4. Serial Old收集器
    5. Parallel Old收集器
    6. CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器
    7. G1收集器

判断对象是否存活

引用计数法

给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器值加1;当引用失效时,计数器值减1;任何时刻计数器为0的对象就是还不可能再被使用的。实现简单,判定效率高,但很难解决对象之间相互循环引用的问题。

可达性分析算法

通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链,当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时,则证明此对象是不可用的。

在Java语言中,可作为GC Roots的对象包括下面几种:

Java中的引用

Java将引用分为强引用(Strong Reference)、软引用(Soft Reference)、弱引用(Weak Reference)、虚引用(Phantom Reference)4种,这4种引用强度依次逐渐减弱。

finalize方法

如果对象在进行可达性分析之后发现没有与GC Roots相连接的引用链,那它将会被第一次标记并且进行一次筛选,筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。当对象没有覆盖finalize()方法,或者finalize()方法已经被虚拟机调用过,虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”。

如果这个对象被判定为有必要执行finalize()方法,那么这个对象将会放置在一个叫做F-Queue的队列之中,并在稍后由一个由虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程去执行它。

任何一个对象的finalize()方法都只会被系统自动调用一次,如果对象面临下一次回收,它的finalize()方法不会被再次执行。finalize()能做的所有工作,使用try-finally或者其他方式都可以做得更好、更及时。

垃圾收集算法

标记-清除算法

首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象。

它的主要不足有两个:一个是效率问题,标记和清除两个过程的效率都不高;另一个是空间问题,标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片。

复制算法

将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了,就将还存活的对象复制到另一快上面,然后再把已使用过的内存一次清理掉。代价是将内存缩小为了原来的一半。

现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代。但是并不需要按照1:1的比例划分内存空间,而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间,每次使用Eden和其中一块Survivor。Hotspot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例是8:1。当Survivor空间不够用时,需要依赖其他内存(这里指老年代)进行分配担保。

标记-整理算法

根据老年代的特点,标记-整理算法的标记过程仍然与标记-清除算法一样,但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一边移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。

分代收集算法

一般把Java堆分成新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。

垃圾收集器

Serial收集器

单线程的收集器,并且在它进行垃圾收集时,必须暂停其他所有的工作线程,直到它收集结束。新生代收集器。复制算法。

ParNew收集器

Serial收集器的多线程版本。新生代收集器。复制算法。

Parallel Scavenge收集器

新生代收集器。复制算法。并行的多线程收集器。Parallel Scavenge收集器的目的则是达到一个可控制的吞吐量。提供了两个参数用于精确控制吞吐量,分别是控制最大垃圾收集停顿时间的-XX:MaxGCPauseMillis参数以及直接设置吞吐量大小的-XX:GCTimeRatio参数。

Serial Old收集器

Serial收集器的老年代版本,单线程,使用标记-整理算法。

Parallel Old收集器

Parallel Scavenge收集器的老年代版本,使用多线程和“标记-整理”算法。

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器

以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。CMS收集器是基于“标记-清除”算法实现的,包括以下4个步骤:

G1收集器

特点:

将整个Java堆划分为多个大小相等的独立区域(Region),跟踪各个Region里面的垃圾堆积的价值大小(回收所获得的空间大小以及回收所需时间的经验值),在后台维护一个优先列表,每次根据允许的收集时间,优先回收价值最大的Region。

步骤:

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