jvm垃圾回收

╰半夏微凉° 2022-06-11 05:20 294阅读 0赞

jvm支持了自动的垃圾回收机制GC，使得程序员不需要再去关注内存分配的问题。以下是我整理的jvm是如何进行GC的。

## 一种是引用计数法 ##

当一个对象被实例化的时候会给该实例分配一个变量，该变量值为1，然后当这个对象被其他资源引用（赋值给其他资源）的时候基计数值+1；当引用被释放的时候计数-1；当计数为0是被回收

#### 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.

public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            MyObject object1 = new MyObject();
            MyObject object2 = new MyObject();
    
            object1.object = object2;
            object2.object = object1;
    
            object1 = null;
            object2 = null;
        }
    }

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。

## 一种是根搜索算法 ##

从jvm中的某一个位置作为根，然后从这个根节点寻找对应的引用节点，然后再继续寻找这些节点对应的引用节点，直到没有任何引用为止。剩余的节点就是没有被引用的节点，这些节点就被认为是要被回收的垃圾数据。  
如图![这里写图片描述][SouthEast]  
O2 、O4均是无效节点 这种情况在引用计数情况下是永远不会被回收的，但是在跟搜索算法情况下会作为无用节点回收

#### java中可作为GC Root的对象有 ####

1.虚拟机栈中引用的对象（本地变量表）
    2.方法区中静态属性引用的对象
    3. 方法区中常量引用的对象
    4.本地方法栈中引用的对象（Native对象）

根搜索算法是很多垃圾回收方式 的基石，比如：标记回收

#### 标记回收 ####

在垃圾回收的过程中，先通过根搜索定位可达节点并进行标记，然后把不可达节点进行回收。  
这样会造成大量的内存碎片。

#### 复制回收 ####

复制回收的实现需要至少两块内存空间，  
先通过根搜索定位可达节点并进行标记，然后将这块内存中的存活对象复制到另一块内存中去，同时清空这块内存空间，当新空间不足以存储存活对象的时候就会出现溢出。

这种方法的内存利用率会降低，比如一块内存空间2等分，那内存利用率就降低了一倍

#### 分代回收 ####

![这里写图片描述][SouthEast 1]  
分代的垃圾回收策略，是基于这样一个事实：不同的对象的生命周期是不一样的。因此，不同生命周期的对象可以采取不同的回收算法，以便提高回收效率。

年轻代（Young Generation）

1.所有新生成的对象首先都是放在年轻代的。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。

2.新生代内存按照8:1:1的比例分为一个eden区和两个survivor(survivor0,survivor1)区。一个Eden区，两个 Survivor区(一般而言)。大部分对象在Eden区中生成。回收时先将eden区存活对象复制到一个survivor0区，然后清空eden区，当这个survivor0区也存放满了时，则将eden区和survivor0区存活对象复制到另一个survivor1区，然后清空eden和这个survivor0区，此时survivor0区是空的，然后将survivor0区和survivor1区交换，即保持survivor1区为空， 如此往复。

3.当survivor1区不足以存放 eden和survivor0的存活对象时，就将存活对象直接存放到老年代。若是老年代也满了就会触发一次Full GC，也就是新生代、老年代都进行回收

4.新生代发生的GC也叫做Minor GC，MinorGC发生频率比较高(不一定等Eden区满了才触发)

年老代（Old Generation）

1.在年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。

2.内存比新生代也大很多(大概比例是1:2)，当老年代内存满时触发Major GC即Full GC，Full GC发生频率比较低，老年代对象存活时间比较长，存活率标记高。

持久代（Permanent Generation）

用于存放静态文件，如Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响，但是有些应用可能动态生成或者调用一些class，例如Hibernate 等，在这种时候需要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程中新增的类。

## GC的执行机制 ##

由于对象进行了分代处理，因此垃圾回收区域、时间也不一样。GC有两种类型：Scavenge GC和Full GC。

#### Scavenge GC ####

一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就会触发Scavenge GC，对Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。这种方式的GC是对年轻代的Eden区进行，不会影响到年老代。因为大部分对象都是从Eden区开始的，同时Eden区不会分配的很大，所以Eden区的GC会频繁进行。因而，一般在这里需要使用速度快、效率高的算法，使Eden去能尽快空闲出来。

#### Full GC ####

对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因为需要对整个堆进行回收，所以比Scavenge GC要慢，因此应该尽可能减少Full GC的次数。在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于FullGC的调节。有如下原因可能导致Full GC：

1.年老代（Tenured）被写满

2.持久代（Perm）被写满

3.System.gc()被显示调用

4.上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

## Java有了GC同样会出现内存泄露问题 ##

1、静态集合类像HashMap、Vector等的使用最容易出现内存泄露，这些静态变量的生命周期和应用程序一致，所有的对象Object也不能被释放，因为他们也将一直被Vector等应用着。

Static Vector v = new Vector(); 
    for (int i = 1; i<100; i++) 
    { 
        Object o = new Object(); 
        v.add(o); 
        o = null; 
    }

在这个例子中，代码栈中存在Vector 对象的引用 v 和 Object 对象的引用 o 。在 For 循环中，我们不断的生成新的对象，然后将其添加到 Vector 对象中，之后将 o 引用置空。问题是当 o 引用被置空后，如果发生 GC，我们创建的 Object 对象是否能够被 GC 回收呢？答案是否定的。因为， GC 在跟踪代码栈中的引用时，会发现 v 引用，而继续往下跟踪，就会发现 v 引用指向的内存空间中又存在指向 Object 对象的引用。也就是说尽管o 引用已经被置空，但是 Object 对象仍然存在其他的引用，是可以被访问到的，所以 GC 无法将其释放掉。如果在此循环之后， Object 对象对程序已经没有任何作用，那么我们就认为此 Java 程序发生了内存泄漏。

2、各种连接，数据库连接，网络连接，IO连接等没有显示调用close关闭，不被GC回收导致内存泄露。

3、监听器的使用，在释放对象的同时没有相应删除监听器的时候也可能导致内存泄露。

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