垃圾回收机制

垃圾回收机制(GC):垃圾回收中的一个很重要的问题STW(stop the world)问题。触发垃圾回收的时候,很可能回使当前程序的其他的业务逻辑被暂停。垃圾回收,是回收内存:它的主要战场在堆上。

其实这里的垃圾回收,说是回收内存,更准确的说是"回收对象",每次垃圾回收的时候,释放的若干个对象。(实际的单位都是对象)

1.识别出垃圾

1.1 引用计数

这种思想方法,并没有在JVM中使用,但是广泛应用于其他主流语言的垃圾回收机制中。(Python,PHP)

此时垃圾回收机制:(有专门的扫描线程,去获取到当前每个对象的引用计数的情况)发现对象的引用计数为0,说明这个对象就可以释放了。

1.2 可达性分析(JVM用的是这个)

本质上使用"时间"换"空间"相比于引用计数,需要消耗更多的额外的时间,但是总体来说,还是可控的,不会产生类似于"循环引用"这样的问题。在代码的过程中,会定义很多的变量。比如,栈上的局部变量/方法区中的静态类型的变量/常量池中引用的对象....就可以从这些变量作为起点,出发,尝试去进行"遍历",所谓的遍历就是沿着这些变量中持有的引用类型的成员,在进一步的往下进行访问,所有能被访问到的对象,自然就不是垃圾了,剩下的遍历一圈也访问不到的对象,自然就是垃圾。

2. 把标记为垃圾的对象内存进行释放

2.1 标记-清楚

把标记为垃圾的对象, 直接释放掉。(最朴素的做法)

此时就是把标记为垃圾的对象对应的内存直接释放,就会产生了上述的内存碎片。它产生了很多小的,但是离散的空闲内存空间,就可能会导致后续申请内存失败。。

2.2 复制算法

复制算法,核心就是不直接释放内存,而是把不是垃圾的对象,复制到内存的另一半,接下俩就把左侧空间整体释放掉。

2.3 标记-整理

也能解决内存碎片问题,类似于 顺序表 删除中间元素,通过这个过程,也能有效解决内存碎片的问题,并且这个过程也不像复制算法一样,需要浪费过多的内存空间,但是这里的搬运内存开销很大。

3. 分代回收(依据不同种类的对象,采取不同的方式)

引入概念对象的年龄,JVM中专门的线程负责周期性扫描/释放,一个对象,如果被线程扫描了一次,可达了(不是垃圾),年龄就+1(初始年龄相当于是0)。JVM中就会根据对象年龄的差异,把整个堆内存分成俩个大的部分,新生代(年龄小的对象)/老年代(年龄大的对象)。

分代回收过程:

  1. 当代码中new 出一个新的对象,这个对象就是被创建在伊甸区。

  2. 第一轮GC扫描完成之后,少数伊甸区中幸存的对象,就会通过复制算法,拷贝到生存区后续GC的扫描线程还会持续进行扫描,不仅要伊甸区,也要扫描生存却的对象。生存区中的大部分对象也在扫描中被标记为垃圾,少数存活的,就会继续使用复制算法,拷贝到另一个生存区中。只要这个对象能够在生存区继续存活,就会被复制算法继续拷贝到另一半的生存区中,并且没经历一次GC的扫描,对象的年龄都会+1。

3.如果这个对象在生存区中,经过了若干轮GC任然存在健在,JVM就会认为,这个对象生命周期大概率很长,就把这个对象从生存区,拷贝到老年区。

  1. 老年代的对象,当然也要被GC扫描,但是扫描的频次就会大大降低了。

5.对象在老年代寿终正寝,此时JVM就会按照标记整理的方式,释放内存。

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