JAVA ( 二 ) jvm垃圾回收和回收算法

川长思鸟来 2023-02-25 03:39 5阅读 0赞

## 前沿 ##

之前讲过jvm的内存，程序计算器，本地方法栈，java虚拟机栈，堆。从下图可以看出，

程序计算器，本地方法栈，java虚拟机栈都是线程隔离的，也就是这些区域是随线程而生，也随线程而灭，

所以不需要做过多的回收考虑，

而对于 Java 堆和方法区，我们只有在程序运行期间才能知道会创建哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的，垃圾收集器所关注的正是这部分内存。

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了解之前，我们先看几个常见的面试问题。

JAVA中的创建出来的对象进入到JVM的哪个区域？

堆大致又可以分为那些区域，分别大概占比多少？

垃圾回收GC分为那几种，分别什么时候触发？常说的OOM内存溢出又是什么？

垃圾回收的算法有那些？怎么设置调优JVM参数？

首先，JVM的堆大体上分为新生代区和老年代区，堆的大小可以通过参数设置 –Xms、-Xmx，新生代和老年代的比例默认是1：2，新生代区又分为Eden、From Survivor(后面from代替)、To Survivor(后面to代替)，比例是 8:1:1，为什么是8:1:1,这个是有道理的，在后面回收算法的时候讲。

当我们 new 一个对象的时候，绝大部分的对象都会进入到新生代的Eden区，有些大对象会直接进入到老年代区，当对象越来越多的时候，Eden区的剩余空间达到一个值的时候，会触发Minor GC，会对新生代里的对象进行一次回收，那怎么判断那些对象是否是可以回收的？当然就是那些没有引用的对象咯！那又怎么判断哪些对象是没有被引入的了？

**1，引用计数法。**这种方法就是在对象头部有个couner的计数器，当对象被引用一次时，改counter加一，当对象引用失效时，改计数器就会减一，这样，当我们进行垃圾回收的时候，只要判断这个对象的count是否等于0时，就可以判断是否进行对象回收。

引用计数算法的实现简单，判定效率也很高，在大部分情况下它都是一个不错的算法。但是主流的 Java 虚拟机里没有选用引用计数算法来管理内存，主要是因为它很难解决对象之间循环引用的问题。循环引用就是 A对象里有个对象引用B,B对象里有个对象引用A，这个导致他们的计数器将永远不为0.

**2，可达性分析算法，**所有和 GC Roots 直接或间接关联的对象都是有效对象，和 GC Roots 没有关联的对象就是无效对象。

有哪些GC root勒？

1，Java 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象

2，本地方法栈中引用的对象

3，方法区中常量引用的对象

4，方法区中类静态属性引用的对象

GC Roots 并不包括堆中对象所引用的对象，这样就不会有循环引用的问题。

通俗的说，就是当我们要回收对象的时候，向上一直去找对象的引用，一直向上找，找到它的第一个祖宗，如果它是上面的GC root中的一个，那么这个对象就可达，就不能回收掉，否则就回收掉。

那我们回收对象的时候又有那么算法勒？

**1,标记-清除法 **   标记就是遍历所有的GC Roots，可达对象做标记为可存活对象，

清除就是遍历所有的对象，将未标记的对象回收，同时把上一步的那些做标记的对象的标记清除。

这种算法就是 效率都不是很高，就算清除后也会产生大量的内存碎片。

**2,复制算法（新生代）**        就是分成两块一样大小的内存，每次分配内存时，只使用一块，当这块区域达到一份阈值时，就会触发动作Minor GC，将内存中的可活对象复制到第二块空置内存中，然后清除第一块内存。

这样做的优点就是不会有内存碎片，缺点显而易见，会浪费内存空间。

o**k，上面我们说的新生代区又分为Eden、from、to，比例是 8:1:1就是用的这种垃圾回收，像我们在新生代区会经常的触发Minor GC，Eden内存达到设定值会触发，from区达到设定值也会触发，每次触发，Eden的可存活对象会进入from区，对象年龄加一，from区Minor GC的时候，也是一样，可存活对象复制到to区，对象年龄加一（ps，当新生代里对象年龄默认到15的时候，对象进入老年代）,from区内存清除。这个时候 之前的to区就会变成存放那些复制对象的from区，之前的form区就变成的空置的to区，来了个对调。**

**        当新生代进行Minor GC，可存活的对象占新生代超过内存大小的10%,也就是form存放不下的时候，这个时候通过分配担保机制将超过的对象直接分配到老年代区域中**

**3，标记-整理算法**（老年代）

**             标记**：它的第一个阶段与**标记/清除算法**是一模一样的，均是遍历 `GC Roots`，然后将存活的对象标记。

**             整理**：移动所有**存活的对象**，且按照内存地址次序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收。因此，第二阶段才称为整理阶段。

这是一种老年代的垃圾收集算法。老年代的对象一般寿命比较长，因此每次垃圾回收会有大量对象存活，如果采用复制算法，每次需要复制大量存活的对象，效率很低

最后当老年代的内存达到一定值的时候，就会触发一次full gc，每次full gc会伴随一次Minor GC，当我们full gc也回收不了对象，释放不了内存的时候，这个时候就会报OOM了。

### 堆的参数配置 ###

\-XX:+PrintGC     每次触发GC的时候打印相关日志

\-XX:+UseSerialGC      串行回收

\-XX:+PrintGCDetails  更详细的GC日志

\-Xms              堆初始值

\-Xmx              堆最大可用值

\-Xmn              新生代堆最大可用值

\-XX:SurvivorRatio     用来设置新生代中eden空间和from/to空间的比例

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