jvm内存管理（四）

垃圾回收（GC)
三个关注点：
1.    什么内存需要回收
根据内存区域来说,线程相关的(VM Stack, Native Method Stack,程序计数器)在线程结束时被回收，所以堆中的对象是GC的重点
判断对象是否可被回收，主流JVM使用根搜索算法，即判断对象是否有到任何一个GC Root对象的引用链，如果没有就是可以被回收的
GC Root对象包括：
VM Stack（本地变量表）中引用的对象
方法区中的类静态属性引用的对象
方法区中常量引用的对象
本地方法栈中JNI（一般说的Native方法）引用的对象

引用的类型：
强引用，new出来的对象引用，通过GC回收
软引用(SoftReference)，在内存溢出之前，会将弱引用对象二次回收，如果回收之后还不够分配，才溢出
弱引用（WeakReference），下次垃圾回收时，无论如何都会回收，生命周期就是下次回收之前
虚引用（PhantomReference），无法通过虚引用取得一个对象实例，唯一的作用就是在回收时可以得到通知

2.    什么时候回收
对于被根搜索到的对象，是否直接回收呢？
不是，JVM只是标记搜索到的对象，并判断对象是否实现了finzlize()方法并且是否执行过，如果不存在或执行过（那么对象可回收），如果未执行过实现的finalize()，那么将会把对象放入一个F-Queue队列，交给一个低优先级的finalize线程处理（如果这时将对象关联到一个GC Root上，对象将复活），同时会对F-Queue中的对象进行二次标记，然后回收
注意，finalize()方法只会执行一次，第二次搜索到的话，不会放入F-Queue队列中

方法区回收：会回收无用的类（回收效率较低）
无用的类需要满足：
类所有实例已经被回收
加载类的ClassLoader已经被回收
类的Class对象没有任何引用

3. 如何回收
回收算法：
1.    标记-清除回收， 即通过根搜索标记，然后直接清除，缺点会造成大量的内存碎片，导致之后的大对象无法分配
2.    标记-复制，先将活对象复制到一片内存中，然后之前这片内存全部清掉，缺点复制性能，并且JVM的内存只有一半可以使用
3.    标记-整理，先清除，然后将活的对象整理一下（移动位置）
4.    分代， 将堆分为年老代，年轻代（Eden，Survivor(2个)），当前使用

JVM的垃圾收集器类型：
7种，包括年轻代收集器： Serial， ParNew， Parallel Scavenge
年老代收集器：CMS, Serial Old， Parallel Old
还有新一代：G1
Serial， 单线程， 可搭配Serial Old 和 CMS使用，采用复制算法，优点简单高效（没有线程消耗），缺点（Stop the world），仍旧是client模式下的默认收集器
ParNew, Serial的多线程版本，可控参数（-XX:SurvivorRatio,-XX:PretenureSizeThreshold,-XX:HandlePromotionFailure等），可搭配Serial Old 和 CMS使用,是使用-XX:UseConcMarkSweepGC（使用CMS收集器）之后的默认年轻代收集器，也可以使用-XX:UseParNewGC来控制，可以使用-XX:ParallelGCThreads来控制线程数
Parallel Scavenge, 复制算法，可搭配Serial Old和Parallel Old，设计目的为了达到更高的吞吐量（CPU运行代码时间/CPU总耗时），-XX:MaxGCPauseMillis可设置最大垃圾回收停顿时间，-XX:GCTimeRatio设置吞吐量大小
自适应调节策略是Parallel Scavenge和ParNew的重要区别，是指在打开参数-XX:UseAdaptiveSizePolicy之后，不需要手动设置-Xmn(年轻代大小)，-XX:SurvivorRatio(Eden和SurvivorRatio比例)，-XX:PretenureSizeThreshold(晋升年老代的年龄（存活次数）)
Serial Old，Serial的年老代版本，单线程，client模式下默认，标记-整理算法
Parallel Old，多线程，标记-整理，注重吞吐量的场合，使用Parallel Scavenge和Parallel Old的组合
CMS, 标记-清除算法（会导致碎片），目标是停顿时间短，包含四个步骤：
初始标记，并发标记，重新标记，并发清除，其中初始标记和重新标记过程也是停顿的
并发的回收，默认启动的线程数是CPU数量+3/4，默认情况下CMS在年老代占用68%之后启动垃圾回收，可以通过-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction来配置，如果预留的内存不够并发分配，那么会导致出现Concurrent Mode Failure,然后JVM会启动Serial Old来收集
对于内存碎片，可以通过-XX:+UserCMSCompactAtFullCollection 开关，来设置每次FULL GC之后，启动一次内存整理（不可并发）

内存分配策略（默认Serial/Serial Old收集器的情况下，不同的收集器，可能不一样）:
大多数的新对象,都会分配到Eden区域或者一个Survivor（From）中（经常触发Minor GC）,如果GC之后，Eden中存活的对象会移入一个Survivor（To）中，可以配置参数-XX:PrintGCDetails来打印GC日志，可以配置-XX:PretenureSizeThreshold来配置对象直接分配Old区域，可以配置-XX:MaxTenuringThreshold来设置对象从年轻代提交到Old的年龄（存活次数）
还有一种情况，不到MaxTenuringThreshold的值的时候，移入Old，就是：
当Survivor中的相同年龄的对象达到Survivor空间的一半时，年龄大于等于这些对象的，都会被移入Old

担保失败， 对于Minor GC之前，JVM会判断Old区域的剩余大小，是否大于之前平均晋升的大小，是直接Minor GC，如果不是则会判断是否担保失败，如果是，也Minor GC，如果不是，则会进行Full GC（为了避免频繁Full，会开启此选项-XX:HandlePromotionFailure）