JVM垃圾回收

前言

JVM程序在运行过程中会不断创建对象,这些对象如果不被回收会一直占用内存,当剩余内存不足以为新对象分配空间时程序将无法运行,因此JVM会在程序运行时会不断地对不再被使用的内存(垃圾)进行回收。而在垃圾回收时会使程序暂停运行(SWT,Stop The World),如果回收的太过频繁会影响程序的执行效率。因此,选择一个合适的垃圾回收机制至关重要。

垃圾的判断

引用计数

在对象中添加一个计数器,当对象被引用时计数器+1,当引用失效时计数器-1,当计数器为0时表示对象没有被引用,可以被回收。

  • 优点:
    原理简单,实现也简单,
  • 缺点:
    难以解决循环引用的情况,比如A引用B,B又引用了A,但A和B 没有被其他对象引用。

可达性分析

通过一系列的称为"GC Root"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,则证明此对象没有被引用,可以被回收。java中可以被当做GC Root 对象包括:

1. 虚拟机栈中引用的对象
2. 方法区中类静态属性引用的对象
3. 方法区中常量引用的对象
4. Native方法中引用的对象
5. 活动线程中的对象
6. 当前类加载器加载的类的对象

GC Root可达性判断如下图所示:

回收算法

当确定垃圾对象后,就可以使用垃圾回收器进行回收,不同的垃圾回收器所采用的回收算法不同

标记-清除

最基础的回收算法,回收分为两个阶段:标记和清除

  • 回收前

  • 回收后

缺点

  1. 标记和清除的效率都不高
  2. 会产生大量的碎片,导致后续无法分配较大对象

复制算法

复制算法将内存分为大小相等的两块,每次只用一块,当A块用完后,将存活的对象复制到B块,再将A块整体清空。这样不会再出现内存碎片。

  • 回收前:

回收后:

缺点:

  1. 内存缩小为原来的一半
  2. 对象存活率较高时要进行较多的复制操作,效率会变低

标记-整理

标记------整理与标记------清除算法相似,不同点在于在清除过程中将存活的对象想一端移动。这种回收算法适用于对象存活率较高的情况

  • 回收前
  • 回收后

缺点:

在标记清除基础上又添加了对象的移动,效率较低

分代回收

根据对象的存活周期不同,将内存划分为不同的区域。不同的区域使用不同的回收算法。

内存会分为老年代和新生代,新生代中有会分为两个Survivor和一个Eden区,每个Survivor区通常占新生代的10%,Eden占新生代的80%。

  • 对象分配与回收

1. 小对象分配到Eden区
2. Eden空间不足时触发Minor GC,将Survivor1区和Eden区的对象复制到Survivor2区, 下次Minor GC则是将Survivor2区和Eden区的对象复制到Survivor1区
3. 每次MinorGC会对对象年龄进行+1,如果对象年龄大于15则会被分配到老年代
4. 大对象会直接分配到老年代
5. 当老年代无法再分配内存时会触发Major GC

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