深入理解GC的原理、算法及选择策略

原创

于 2021-03-28 20:41:39 发布 · 1.4k 阅读

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#jvm

本文深入探讨了Java垃圾收集（GC）的背景和基本原理，详细介绍了包括引用计数法、标记清除、标记-复制和标记-清除-整理在内的各种GC算法。同时，讨论了GC在不同堆区的应用策略，如年轻代的Young GC和老年代的Full GC。文章还分析了串行GC、并行GC、CMS GC和G1 GC等执行策略，以及它们的优缺点和STW停顿时间的影响。

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1.GC的背景及基本原理

核心观点
1）GC的出现本质上是内存资源的局限性
2）Java的内存管理实际上就是对象的管理，其中包括对象的分配和释放。
java内存模型
在这里插入图片描述
3）线程栈的内存分配在编译期大致可知，这部分内确定性，无需考虑如何回收
4）Java的堆和方法区（从Java8开始被Metaspace代替）有着很显著的不确定性，这部分是在运行时动态变化的，这部分的内存分配和回收是动态的，堆中存放的就是对象，需要对于已经死亡的对象进行清理和回收，以保证腾出空间给其他对象使用，这就是GC干的活

2 GC的典型的几种算法

首先来看下是堆内存结构
在这里插入图片描述
1）堆内存是所有线程共用的内存空间，JVM 将Heap 内存分为年轻代（Young generation）和老年代（Old generation, 也叫 Tenured）两部分。
2）年轻代还划分为 3 个内存池，新生代（Edenspace）和存活区（Survivor space）, 在大部分GC 算法中有 2 个存活区（S0, S1），在我们可以观察到的任何时刻，S0 和 S1 总有一个是空的, 但一般较小，也不浪费多少空间。Non-Heap 本质上还是 Heap，只是一般不归 GC
管理，里面划分为 3 个内存池。Metaspace, 以前叫持久代（永久代, Permanentgeneration）, Java8 换了个名字叫 Metaspace。
GC的算法演进以及基于堆内存划分的