JVM垃圾回收算法

521b4e91a9704dc0bb20333f1f9aea0f.jpg1、引用计数算法

 

  对象被引用,引用计数器加1。

 

  当一个对象实例被垃圾收集时,它引用的任何对象实例的引用计数器减1

 

    优缺点

  优点:引用计数收集器可以很快的执行,交织在程序运行中。对程序需要不被长时间打断的实时环境比较有利。

 

  缺点:无法检测出循环引用。如父对象有一个对子对象的引用,子对象反过来引用父对象。这样,他们的引用计数永远不可能为0。

 

复制代码

 1 public class Abc_test {

 2 

 3 public static void main(String[] args) {        

 5 MyObject object1=new MyObject();

 6 MyObject object2=new MyObject();

 7         

 8 object1.object=object2;

 9 object2.object=object1;

10         

11 object1=null;

12 object2=null;

14 }

15 

16 }

17 

18 class MyObject{

19     

20 MyObject object;

21      

22 }

复制代码

 

 

这段代码是用来验证引用计数算法不能检测出循环引用。最后面两句将object1和object2赋值为null,

 

也就是说object1和object2指向的对象已经不可能再被访问,但是由于它们互相引用对方,导致它们的引用计数器都不为0,那么垃圾收集器就永远不会回收它们。

 

 

 

2 可达性分析算法

  从一个节点GC ROOT开始,寻找对应的引用节点,找到这个节点以后,继续寻找这个节点的引用节点,当所有的引用节点寻找完毕之后,剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点,即无用的节点,

 

无用的节点将会被判定为是可回收的对象。

 

  

 

 

 

在Java语言中,可作为GC Roots的对象包括下面几种:

 

  a) 虚拟机栈中引用的对象(栈帧中的本地变量表);

 

  b) 方法区中类静态属性引用的对象;

 

  c) 方法区中常量引用的对象;

 

  d) 本地方法栈中JNI(Native方法)引用的对象。

 

 

 

2.3 Java中的引用

  引用又分为强引用、软引用、弱引用、虚引用4种,这四种引用强度依次逐渐减弱

 

强引用

  在程序代码中普遍存在的,类似 Object obj = new Object() 这类引用,只要强引用还存在,垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。

 

软引用

  用来描述一些还有用但并非必须的对象。对于软引用关联着的对象,在系统将要发生内存溢出异常之前,将会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收。如果这次回收后还没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。

 

弱引用

  也是用来描述非必需对象的,但是它的强度比软引用更弱一些,被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时,无论当前内存是否足够,都会回收掉只被弱引用关联的对象。

 

虚引用

  也叫幽灵引用或幻影引用(名字真会取,很魔幻的样子),是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在,完全不会对其生存时间构成影响,也无法通过虚引用来取得一个对象实例。它的作用是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。

 

  不要被概念吓到,也别担心,还没跑题,再深入,可就不好说了。小编罗列这四个概念的目的是为了说明,无论引用计数算法还是可达性分析算法都是基于强引用而言的。

 

2.4 对象死亡前的最后一次挣扎

   即使在可达性分析算法中不可达的对象,也并非是“非死不可”,这时候它们暂时处于“缓刑”阶段,要真正宣告一个对象死亡,至少要经历两次标记过程。

 

  第一次标记:如果对象在进行可达性分析后发现没有与GC Roots相连接的引用链,那它将会被第一次标记;

 

  第二次标记:第一次标记后接着会进行一次筛选,筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。在finalize()方法中没有重新与引用链建立关联关系的,将被进行第二次标记。

 

  第二次标记成功的对象将真的会被回收,如果对象在finalize()方法中重新与引用链建立了关联关系,那么将会逃离本次回收,继续存活。猿们还跟的上吧,嘿嘿。

 

Java中垃圾回收器的类型

Java提供多种类型的垃圾回收器。JVM中的垃圾收集一般都采用“分代收集”,不同的堆内存区域采用不同的收集算法,主要目的就是为了增加吞吐量或降低停顿时间。

 

Serial收集器:新生代收集器,使用复制算法,使用一个线程进行GC,串行,其它工作线程暂停。

ParNew收集器:新生代收集器,使用复制算法,Serial收集器的多线程版,用多个线程进行GC,并行,其它工作线程暂停。使用-XX:+UseParNewGC开关来控制使用ParNew+Serial Old收集器组合收集内存;使用-XX:ParallelGCThreads来设置执行内存回收的线程数。

Parallel Scavenge 收集器:吞吐量优先的垃圾回收器,作用在新生代,使用复制算法,关注CPU吞吐量,即运行用户代码的时间/总时间。使用-XX:+UseParallelGC开关控制使用Parallel Scavenge+Serial Old收集器组合回收垃圾。

Serial Old收集器:老年代收集器,单线程收集器,串行,使用标记整理算法,使用单线程进行GC,其它工作线程暂停。

Parallel Old收集器:吞吐量优先的垃圾回收器,作用在老年代,多线程,并行,多线程机制与Parallel Scavenge差不错,使用标记整理算法,在Parallel Old执行时,仍然需要暂停其它线程。

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器:老年代收集器,致力于获取最短回收停顿时间(即缩短垃圾回收的时间),使用标记清除算法,多线程,优点是并发收集(用户线程可以和GC线程同时工作),停顿小。使用-XX:+UseConcMarkSweepGC进行ParNew+CMS+Serial Old进行内存回收,优先使用ParNew+CMS(原因见Full GC和并发垃圾回收一节),当用户线程内存不足时,采用备用方案Serial Old收集。

三、常用的垃圾收集算法

3.1 标记-清除算法

  标记-清除算法采用从根集合(GC Roots)进行扫描,对存活的对象进行标记,标记完毕后,再扫描整个空间中未被标记的对象,进行回收,如下图所示。标记-清除算法不需要进行对象的移动,只需对不存活的对象进行处理,在存活对象比较多的情况下极为高效,但由于标记-清除算法直接回收不存活的对象,因此会造成内存碎片。

 

 

 

3.2 标记-复制算法

  复制算法的提出是为了克服句柄的开销和解决内存碎片的问题。它开始时把堆分成 一个对象 面和多个空闲面, 程序从对象面为对象分配空间,当对象满了,基于copying算法的垃圾 收集就从根集合(GC Roots)中扫描活动对象,并将每个 活动对象复制到空闲面(使得活动对象所占的内存之间没有空闲洞),这样空闲面变成了对象面,原来的对象面变成了空闲面,程序会在新的对象面中分配内存。

 

 

 

3.3 标记-整理算法

  标记-整理算法采用标记-清除算法一样的方式进行对象的标记,但在清除时不同,在回收不存活的对象占用的空间后,会将所有的存活对象往左端空闲空间移动,并更新对应的指针。标记-整理算法是在标记-清除算法的基础上,又进行了对象的移动,因此成本更高,但是却解决了内存碎片的问题。具体流程见下图:

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