gc垃圾回收机制详解

什么是垃圾？

我们创建出来的对象没有引用指向的的时候，这个对象就再也无法被用到，就是说，这个对象已经成为了垃圾对象，一直存放在我们的内存当中

我们怎么判断一个对象是不是垃圾

两种方式

• 引用计数法

比较古老的回收算法。原理是此对象有一个引用，即增加一个计数，删除一个引用则减少一个计数。垃圾回收时，只用收集计数为0的对象。此算法最致命的是无法处理循环引用的问题

• 可达性分析法

GCRoot根搜索法
这种方式从一个GCRoot根出发，所有依赖到的对象都被标记为不是垃圾，其他的都是垃圾
GCRoot根：
1. 堆中类静态属性引用的对象
2. 方法区中变量引用的对象
3. 方法区中常量引用的对象
4. 虚拟机栈中本地变量表引用的对象
5. 本地方法栈引用的对象(就是native方法里面引用的对象)

怎么回收垃圾

• 复制算法

空间一分为二，一边放对象，另一边什么都不放，空着

开始清理垃圾，将存活对象复制另一部分，直接把原来的空间清空，然后右边空间再作为对象存放的地方，左边则成为什么也不放的区域，空着

清除效率高，适合一个区域垃圾很多，存活的很少，这样我们只需把存活的几个移动一下就行了，但如果垃圾很少，存活的很多，那我们就需要复制一大堆存活对象到另一个存储空间，效率低，而且这种方式很费空间，毕竟只用一半

• 标记清除

很简单就是把所有的垃圾标记一遍，直接清除所有的垃圾；缺点是会产生很多内存碎片，其他大对象来的时候存不进去，效率适中

• 标记整理

在上面的基础上，清除以后整理一遍，使得对象排列规整，这种方式没有碎片但是，又要标记又要清除又要移动到指定区域，等于重新复制了一遍，所以效率不高

hostSpot虚拟机堆中的垃圾回收

我们虚拟机采用了封装的技术，封装了几个垃圾收集器，用来回收垃圾，接下来分析每个垃圾收集器的讲解
1.分代垃圾回收器

年青代
在年轻代因为对象大多都是朝生夕死的，所以很多都是垃圾，存活的只有很少，所以Parallel Scavenge用复制算法，上图中分为Eden区和两个survive区，他们为什么不是内存劈一半呢？而是8:1:1
他是这样工作的：

1. Eden区放对象，此时两个幸存区都没有对象，发生垃圾收集时，Eden区的存活对象全部复制到survive1区，同时将Eden区和Survive2区清空，然后再向Eden区放对象，再次垃圾回收，将Eden区和survive1区的存活的对象复制到survive2中，将survive1和Eden区清空，循环往复。。。Parallel Scavenge他是这样复制的，然后每一次的垃圾回收都会给对象头上的分代年龄(4位）加一，当到15时，将对象复制到老年代，

老年代
它采用的是标记-整理算法，这里和我们讲的标记整理算法一样，不详细讲了

发生在年轻代的gc是youngGC 发生在老年代的是FullGC，FullGC只有当内存不足的时候会发生，这时一次会回收老年代的很多对象，释放内存，youngGC很频繁，还有这里涉及stw(stopTheWord),指在垃圾回收时其他的所有线程不能工作，也就是此时服务器会处理不了任何请求，所以尽量减少fullGC和stw的时间是GC调优的关键，

新生代收集器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge

老年代收集器：CMS、Serial Old、Parallel Old

2.不分代垃圾收集器

整堆收集器： G1

并行与并发：G1能充分利用多CPU、多核环境下的硬件优势，使用多个CPU来缩短Stop-The-World停顿时间。部分收集器原本需要停顿Java线程来执行GC动作，G1收集器仍然可以通过并发的方式让Java程序继续运行。

分代收集：G1能够独自管理整个Java堆，并且采用不同的方式去处理新创建的对象和已经存活了一段时间、熬过多次GC的旧对象以获取更好的收集效果。

空间整合：G1运作期间不会产生空间碎片，收集后能提供规整的可用内存。

可预测的停顿：G1除了追求低停顿外，还能建立可预测的停顿时间模型。能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间段内，消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒。

强引用、弱引用、软引用和虚引用

(一) 强引用(StrongReference)

强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它，当内存空间不足时，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。 

(二) 软引用(SoftReference)

如果一个对象只具有软引用，则内存空间充足时，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

(三) 弱引用(WeakReference)

弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

(四) 虚引用(PhantomReference)

虚引用就是一个标记，主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。 

虚引用必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。

 

参考 https://blog.youkuaiyun.com/lioncatch/article/details/106070460