GC机制和算法

最新推荐文章于 2020-08-17 23:15:42 发布
最新推荐文章于 2020-08-17 23:15:42 发布
阅读量630 收藏 6
点赞数
CC 4.0 BY-SA版权
分类专栏： Java基础篇 文章标签： GC机制
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/scycsdn/article/details/82492386
本文深入解析Java垃圾回收机制，涵盖JVM内存管理、不同代的处理方式、引用类型及GC算法，详细介绍串行、并行、CMS和G1等垃圾收集器的工作原理。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

1. 概述

Java GC 垃圾回收机制，Java 和 C++的主要区别之一

出现问题： 内存泄漏，内存溢出（OutofMemory）

为何要使用： 为了写出高性能的应用程序

 

2. jvm内存管理

基本知识详见

2.1 方法区

存放类信息（类名，修饰符），类中静态变量，final常量，类属性和方法

方法区是全局共享的，在一定条件下它也会被GC。当方法区使用的内存超过它允许的大小时，就会抛出OutOfMemory：PermGen Space异常。

GC条件苛刻，这块区域被称为持久代，主要针对常量池和已加载的类的卸载

运行时常量池，存储编译器生成的常量和引用

2.2 堆区

存放对象实例和数组， new出来的对象都存放在此

是GC机制最重要的区域

进行分代管理

 新生代（Youn Generation）：大致分为Eden区和Survivor区，Survivor区又分为大小相同的两部分：FromSpace和ToSpace。新建的对象都是从新生代分配内存（大对象会直接在老年代分配），Eden区不足的时候，会把存活的对象转移到Survivor区。当新生代进行垃圾回收时会出发Minor GC（复制算法也称作Youn GC）。在执行垃圾回收之后，仍没有足够的内存分配，也不能再扩展，将会抛出OutOfMemoryError:Java Heap Space异常。

       老年代（Old Generation）：旧生代用于存放新生代多次回收依然存活的对象，如缓存对象。当旧生代满了的时候就需要对旧生代进行回收，旧生代的垃圾回收称作Major GC（标记-压缩算法也称作Full GC）。

       持久代（Permanent Generation）：在Sun 的JVM中就是方法区的意思，尽管大多数JVM没有这一代。

以下三个是线程同步，生命周期随着线程销毁而销毁，不需要回收

2.3 本地方法栈

2.4 虚拟机栈

2.5 程序计数器

3. 算法

两种查找算法

3.1. 引用计数法

对象被引用+1，失去引用-1 ，为0时就可以回收，但是相互引用的对象不能处理

3.2. 根搜索算法

从GC Roots的根节点出发，向下搜索，如果一个对象不能达到GC Roots的时候，说明该对象不再被引用，可以被回收，就解决了引用计数算法的缺陷。

3.3 强引用、软引用、弱引用、虚引用。

       强引用：new出来的对象都是强引用，GC无论如何都不会回收，即使抛出OOM异常。

       软引用：只有当JVM内存不足时才会被回收。

       弱引用：只要GC,就会立马回收，不管内存是否充足。

       虚引用：可以忽略不计，JVM完全不会在乎虚引用，唯一的作用就是做一些跟踪记录，辅助finalize函数的使用。

GC算法

3.3 复制

从根集合进行扫描，将存活的对象移动到另一块空闲的区域，存活较少时算法效率高，但是成本时一块的空闲区域和对象移动

3.4 标记-清除

从根集合开始扫描，存活的进行标记，再扫描整个空间，未被标记的清除，扫描耗时

3.5 标记-压缩

与标记清除类似，再加上整理碎片，进行移动。

4. 垃圾收集器

4.1 串行收集器

4.2 并行收集器

4.3 CMS收集器

4.4 G1收集器

 

深入理解java GC 机制
hanguofei的博客
12-16 716
一、前言 Java的GC（垃圾回收）机制是区别C++的一个重要特征。C++需要开发者在代码中实现垃圾回收逻辑，但在Java中，JVM帮开发者代劳了。我们只有理解了GC机制，才能编写出高性能的应用。要想理解GC，就要先理解JVM内存管理机制。这样才能知道回收哪些对象，什么时候回收以及怎么回收 二、JVM 根据JVM规范，JVM把内存划分成了如下几个区域： 1.方法区（Method Area） 2.堆...
ZGC 参数优化与 GC 触发机制解析分享
热门推荐
张彦峰的博客
04-07 4万+
本文深入探讨了 ZGC（Z Garbage Collector）参数优化与 GC 触发机制，旨在帮助开发者理解如何通过合理配置 ZGC 的参数来降低 Allocation Stall，提高系统吞吐量和稳定性。文章分析了影响 ZGC 性能的关键因素，如 heap 设置、线程池配置等，并通过实际案例展示了不同参数设置对 GC 行为的影响。通过对 GC 触发机制的解析，本文提供了可行的优化策略，以有效减少系统停顿时间，实现高效的内存管理。
Java的GC机制及算法
鑫鑫工作室的专栏
10-02 425
GC的阶段  对每个对象而言，垃圾回收分为两个阶段：finalization和reclamation。  finalization: 指运行这个对象的finalize的方法。 reclamation: 回收被这个对象使用的内存。 GC的过程的基本步骤  首先确认对象是不可达的，即将被回收。 其次，如果对象有finalize方法，那么对象被添加进finalization
【JVM】——GC机制之GC算法
杨晓敏
07-23 564
垃圾回收简介       Java GC（Garbage Collection，垃圾收集，垃圾回收）机制，是Java与C++/C的主要区别之一，在Java虚拟机中，存在自动内存管理和垃圾清扫机制。概括地说，该机制对JVM（Java Virtual Machine）中的内存进行标记，并确定哪些内存需要回收，根据一定的回收策略，自动的回收内存，永不停息（Nerver Stop）的保证JVM中的内存空
彻底搞懂GC机制和GC算法
Alan_97的博客
08-17 2253
1. 分代 堆中内存分为新生代和老年代，其中新生代又分为Eden区、（Survivor）fruom区、（Surviver）to区，大致如图： 2. GC分类 2.1 新生代垃圾回收器：Minor GC/Young GC 2.2 老年代垃圾回收器：Mojor GC/Old GC 2.3 整堆回收：Full GC（回收堆区和方法区） 3. 垃圾回收算法 复制算法： 思想：将内存按容量分为两块，每次只使用其中一块，每次将其中一块存活的对象复制到另一块上去，再清空这块区域。这种方式不需要考虑内存碎片，只需要考虑
3. GC 算法(基础篇) - GC参考手册
weixin_34345560的博客
01-13 205
相关术语翻译说明: Mark,标记; Sweep,清除; Compact,整理; 也有人翻译为压缩,译者认为GC时不存在压缩这回事。 Copy,复制; copy 用作名词时一般翻译为拷贝/副本,用作动词时翻译为复制。 注: 《垃圾回收算法手册》将 Mark and Sweep ...
GC算法：GC算法
02-09
在C++中，虽然没有内置的GC机制，但可以通过引用计数、智能指针（如std::shared_ptr和std::unique_ptr）等工具实现类似功能。这些工具能够自动管理对象的生命周期，当对象不再被引用时，自动释放内存。 GC算法主要...
【Java虚拟机技术】GC算法及调优：垃圾回收机制与收集器配置详解
最新发布
04-29
文中重点介绍了两种对象存活判断算法：引用计数算法（存在循环引用问题）和可达性分析算法（基于GC Roots）。随后讲解了几种常见的垃圾收集算法，包括标记-清除、复制、标记-整理和分代收集算法，并分析了各自的特点...
java基础学习JVM中GC的算法
08-28
JVM中的GC算法有很多种，它们之间的区别在于它们的GC机制和执行频率。常见的GC算法有：Serial GC、Parallel GC、Concurrent Mark-and-Sweep GC、G1 GC等。 在选择GC算法时，需要根据实际情况进行选择。例如，如果...
Node.js 的 GC 机制详解
10-16
Node.js采用的JavaScript引擎是V8，V8的GC机制特别设计用于管理内存的使用，以优化性能和资源利用。 首先，V8引擎在内存使用上存在限制。这主要是因为V8最初是为浏览器环境设计的，其中JavaScript对象通过堆内存...
4. GC 算法(实现篇) - GC参考手册
mojolang
02-06 715
垃圾收集简介 - GC参考手册Java中的垃圾收集 - GC参考手册GC 算法(基础篇) - GC参考手册 学习了GC算法的相关概念之后, 我们将介绍在JVM中这些算法的具体实现。首先要记住的是, 大多数JVM都需要使用两种不同的GC算法 —— 一种用来清理年轻代, 另一种用来清理老年代。 我们可以选择JVM内置的各种算法。如果不通过参数明确指定垃圾收集算法, 则会使用宿主平台的默认实现。
简述java GC工作机制原理，或你了解的GC算法？
宁静的夏天
06-20 7750
java GC工作机制　　GC：垃圾回收站，是将java的无用的堆对象进行清理，释放内存，以免发生内存泄露。在介绍java回收站前，首先介绍下几种回收机制　　1. 引用计数：　　当一个对象A被其他对象B引用时，对象A引用+1，断开引用则-1，GC工作时，会检查所有对象中的引用计数，如果为0则代表要清除，>0则表示有其他对象引用不能清除。这种机制有一个致命缺点，就是当两个对象互引用时，在遍历时...
SSD固态硬盘的GC与Trim
Christal_RJ的博客
05-12 1051
操作系统：其实并没有删除数据； 　事实上，它只是在硬盘前的索引区里标记这块文件占用的区域为无效的， 　所以等该区域被擦除后，下次数据将要再次写入的时候，可以写入这块被标记的区域。 　这也就是为啥那 些所谓的文件恢复软件能恢复的道理。（数据依然存在）。   固态硬盘：在固态硬盘闪存内，数据存储一般是以page（页）为最小单位存储的（典型的为4KB），而128个page组成了一个block（...
常见GC算法
春风亲吻我像蛋挞
02-01 7264
在C/C++中是由程序员自己去申请、管理和释放内存的，因此没有GC的概念。而在Java中，专门有一个用于垃圾回收的后台线程来进行监控、扫描，自动将一些无用的内存进行释放。下面介绍几种常见的GC算法。引用计数法 Reference Counting给对象添加一个引用计数器，每过一个引用计数器值就+1，少一个引用就-1。当它的引用变为0时，该对象就不能再被使用。它的实现简单，但是不能解决互相循环引用的问
GC垃圾回收机制----GC回收算法（GC机制必会知识点）
༺࿈无关痛痒࿈༻的博客
07-26 1120
前言： 在了解GC回收算法之前先明确一个问题， 1.如何确定一个对象是否需要被回收？ 答：如果这个对象不会再被引用（其他对象不再持有该对象的引用）了，那么就可以被回收了 这里涉及到两个算法： 1.可达性分析算法 先确定肯定不会被回收的对象，然后以该对象为根对该对象持有的引用进行遍历，这些遍历到的对象就认为是可达的（不需要回收的）， 遍历不到的就认为是不可达的（需要被回收的）。 2.引用计数...
GC原理
xybz1993的博客
08-09 1004
一、垃圾回收概念 对内存中不再会被使用的对象进行清除，收回其占有的空间。 二、什么时候进行垃圾回收 为新对象分配内存时，Eden区没有足够空间时会发生Minor GC。 老年代没有足够空间时，会进行Full GC。 三、如何发现需要回收的对象 当某个对象没有被引用之后就应该被回收 1、引用计数法 对每个对象设置一个引用计数器 ，每增加一个对该对象的引用，引用计数器就加1，每减少一个...
GC算法
newmeet的博客
03-09 1008
本文转自：http://blog.youkuaiyun.com/luomingkui1109/article/details/728210821.GC算法是什么：     频繁收集Young区；较少收集Old区;基本不动Perm区。2.GC三大算法总体概述：       JVM在进行GC时，并非每次都对上面三个内存区域一起回收的，大部分时候回收的都是指新生代，因此GC按照回收的区域又分了两种类型，一种是普通G...
NVMe SSD的GC算法与仿真原理解析
Memblaze
10-15 3416
NVMe SSD的核心算法众多，Garbage collection（后文简称GC）就是其中之一。一个好的GC算法可以有效的降低SSD的写放大系数，对于SSD的性能和寿命都大有益处。本篇文章就介绍下Memblaze在GC算法及其仿真方面的一些工作。 NAND中，block必须先擦除，然后才能写入数据，且数据写入和擦除的粒度不一致，是需要GC的一个重要原因。擦除粒度block远大于写入粒度page，...
Java内存模块分区和GC机制，GC算法有哪些
03-29
<think>嗯，用户想了解Java内存模型的分区以及垃圾回收机制和相关算法。首先，我需要回忆一下Java内存模型的结构。根据引用[4]，堆是所有线程共享的内存区域，几乎所有的对象实例和数组都在这里分配。堆又分为新生代和老年代，而新生代还有Eden、From Survivor和To Survivor区。然后，除了堆之外，还有方法区（元空间）、栈和程序计数器等，但用户可能更关注堆的分区，因为GC主要在这里进行。 接下来是垃圾回收机制。用户提到GC算法，根据引用[2]和[3]，分代收集算法是关键。年轻代使用复制算法，因为对象生命周期短，频繁回收，复制算法适合这种场景。而老年代用标记-清除或标记-压缩，因为对象存活时间长，减少内存碎片很重要。需要解释这些算法的工作原理，以及它们在不同分代中的应用。 可能还需要提到不同的垃圾收集器，比如Serial、Parallel、CMS、G1等，但引用中提到的信息有限，需要根据现有的引用来组织内容。例如，引用[2]提到了分代收集算法的具体实现，年轻代的minorGC和老年代的majorGC，可以结合代码示例来说明。 用户的问题可能涉及到GC如何判断对象是否为垃圾，引用[5]提到垃圾判断算法，比如引用计数法和可达性分析。需要详细说明这两种方法，以及Java主要使用哪种（可达性分析）。 另外，引用[1]提到GC降低了程序员门槛，说明GC的重要性。需要强调自动内存管理的好处，比如避免内存泄漏和简化开发。 现在要组织这些信息，分点回答内存分区、GC机制、GC算法种类，同时引用相关文献。需要确保每个部分都清晰，引用正确，比如分代的部分引用[2][3][4]，垃圾判断引用[5]，分代收集算法引用[2][3]。 可能用户还需要了解各分代的具体GC过程，比如对象先在Eden分配，空间不足时触发Minor GC，存活对象移到Survivor，多次存活后进入老年代。老年代空间不足时触发Full GC。这些细节需要结合引用内容来阐述。 最后，生成相关问题时要围绕内存分区、GC算法、收集器类型、性能调优等方面，确保问题覆盖用户可能感兴趣的后续知识点。</think>### Java内存模型分区与垃圾回收机制详解 --- #### 一、Java内存模型分区 Java堆内存主要分为以下几个区域（基于分代策略）： 1. **新生代（Young Generation）** - **Eden区**：对象首次分配内存的区域，当Eden区满时触发$Minor GC$[^5]。 - **Survivor区**（From/To）：存放经过一次$Minor GC$后存活的对象，采用复制算法避免内存碎片[^2][^4]。 $$ \text{新生代内存布局：Eden (80\%) + From Survivor (10\%) + To Survivor (10\%)} $$ 2. **老年代（Old Generation）** - 存放长期存活的对象（例如多次$Minor GC$后仍存活的对象），使用标记-清除或标记-压缩算法[^3][^4]。 3. **元空间（Metaspace，Java 8+）** - 替代永久代，存储类元数据，由本地内存管理[^2]。 --- #### 二、垃圾回收（GC）机制 1. **垃圾判断算法** - **引用计数法**：通过对象被引用次数判断，但无法解决循环引用问题。 - **可达性分析**（Java主流方法）：从GC Roots（如栈帧变量、静态变量）出发，标记不可达对象为垃圾[^5]。 2. **分代收集策略** - **年轻代**：使用**复制算法**，将存活对象从Eden和From Survivor复制到To Survivor。 - **老年代**：使用**标记-清除**（产生碎片）或**标记-压缩**（整理内存）算法。 --- #### 三、GC算法种类 | 算法类型 | 原理 | 适用场景 | |----------------|--------------------------------------|-----------------| | **复制算法** | 将存活对象复制到新内存区域 | 年轻代（Survivor区） | | **标记-清除** | 标记垃圾对象后直接回收 | 老年代（低频率GC） | | **标记-压缩** | 标记后整理存活对象消除碎片 | 老年代（高内存要求） | | **分代收集** | 结合上述算法按代优化 | JVM全局策略 | --- #### 四、典型GC流程示例 1. **对象分配** - 大多数对象在Eden区分配，若Eden满则触发$Minor GC$。 2. **晋升老年代** - 对象在Survivor区每熬过一次$Minor GC$年龄+1，达到阈值（默认15）后进入老年代。 3. **Full GC触发条件** - 老年代空间不足、元空间不足或显式调用`System.gc()`。 ```java // 分代GC示例（伪代码） class GenerationalGC { void minorGC() { copy(youngGeneration.fromSpace, youngGeneration.toSpace); // 复制算法[^2] } void majorGC() { markCompact(oldGeneration); // 标记-压缩算法[^2] } } ``` ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值