JAVA的平凡之路——此峰乃是最高峰JVM-GC垃圾回收器（1）-06

一、是什么

1、概念

垃圾回收器是一种自动内存管理机制，它主要职责追踪在使用的对象，和回收不再使用的对象，及时把内存块归还系统，以便后续分配。

2、垃圾回收器算法

（1）分代收集理论

按照对象的生命周期，分成年轻代和老年代，新生代再分为eden区、s1、s2三块区域。

（2）标记-复制算法

把内存等分成两块，然后一块存入对象，另一块闲置，当垃圾收集时，先标记幸存对象，然后复制幸存对象到闲置区域，然后清空原有区域，然后反复如此进行垃圾回收。

缺点：浪费内存空间，对于大对象来说，来回复制资源浪费严重，所以比较适用于年轻代

3、主要的垃圾回收器

Serial、Serial Old 、ParNew、CMS、Parallel、Parallel Old、G1、ZGC等等

二、为什么

1、垃圾回收的原因

c语言代码在编写时需要手动去释放对象使用，否则对象会一直占用内存空间，类似像java的流操作一样，你不关闭连接，就会一直保持，但是java相对智能，依赖JVM对对象进行管理。

2、gcroot可达性算法

从线程中的局部变量表的变量入手作为root节点一路查下去进行标记，所有关联的对象引用都被认为是幸存对象。

3、三色标记

（1）黑

本对象和子对象都标记

（2）灰

本对象已标记，但是引用对象存在未标记情况

（3）白

未访问/未标记，初始标记时默认白色

三、深究

1、漏标

满足下列两种情况

（1）黑色a对象新增了对c对象的引用

（2）灰色b对象山删除了对c对象的引用

这两种情况都是在并发标记情况下出现的，初始标记 STW完以后，并发标记时用户线程会对数据继续操作，会导致出现上述情况，已经扫描过的a对象新增了相关引用，因为a对象已经是黑色所以再扫描时，就不会再扫描。

灰色b对象删除了对c对象引用，因为它是灰色对象所以重新标记时，会扫描发现c对象不可达然后c对象会被删除。

为什么需要同时满足两个情况呢，因为并发标记时有个机制，就是新产生的引用会默认标记黑色，所以只有这种本身存在，新建了联系无法重新标记处理，但是旧的联系又可以通过重新标记进行处理。

2、卡表、记忆集

卡表和记忆集的关系类似于HashMap和Map的关系

记忆集：分代概念是基础，记忆集是抽象概念，但是在G1中对记忆集进行了细化，G1中的每一个Region都维护一个记忆集，记录着每一个对象跨 Region引用关系，通过写屏障来维护。

卡表：老年代会维护一个卡表，记录这个每一个跨代使用的对象关系，也是通过写屏障来完成。

3、写屏障、增量更新、原始快照

写屏障：类似于 aop的概念切面，在执行逻辑前后增加写入逻辑， 按照前后可以分为前写屏障和后写屏障，根据操作前的数据信息操作都是前写屏障例如G1的原始快照 需要操作前保留原有需要删除的引用，根据操作后的数据信息操作都是例如 G1的记忆集和CMS的卡表更新。

增量更新：是为了解决漏标，针对漏标满足的第一条件，黑对象，增加了白对象的引用，为了避免忽略新增引用扫描，会记录到卡表，卡表引用会记录位脏卡，重新标记的时候根据卡表脏卡重新扫描。

原始快照：也是为了解决漏标，针对漏标满足的第二条件，灰对象删除了白对象，通过前写屏障SATB写入需要删除的引用，标记删除引用对象， 等待G1最终标记扫描，会产生多余浮动垃圾。

G1和CMS：

g1使用的原始快照，cms使用的增量更新，cms使用增量更新是他可以通过卡表在重新扫描时可以重新扫描，但是g1不可以，他只能维护单独快照来维护。