Java学习笔记1—JVM虚拟机—1.2垃圾回收机制

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Java学习笔记1—JVM虚拟机—1.2垃圾回收机制_摸金青年v的博客-优快云博客

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目录

系列文章目录

前言

一、对象垃圾回收机制

1. 如何判断对象可回收

2. 垃圾回收机制有哪些

3. 垃圾回收器的特点和选择

4. 延伸思考

总结

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前言

          探究虚拟机的垃圾回收机制的目的是，了解JVM中内存是如何动态释放的，需要知道哪些内存需要回收，什么时候触发回收，回收有哪些算法，目前有哪些垃圾回收器和特点，内存溢出有哪几种，发生内存溢出如何定位，后续如何改进，工作线程和回收线程之间的关系，如何支持高并发回收，会带来什么问题，值得我们思考。

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一、对象垃圾回收机制

1. 如何判断对象可回收

1）引用计数法：引用时加一，失效时减一，为零时回收，会存在循环引用问题

2）可达性分析：GC Root对象作为起始点，当一个对象在引用路径（引用链）向上最终连接不到GC Root，认为对象不可达，则可回收。GC Root对象只能是： 虚拟机栈中引用的对象、方法区类静态属性引用的对象、常量引用的对象

本地方法栈中引用的对象

3）引用分强弱如何理解

引用越弱，表示越可以回收

强引用：表示只要强引用还存在，垃圾回收器就不回收，比如：Object object = new Object()

软引用：表示还有用但是非必须的对象。在系统即将内存异常之前，再回收一下这些对象，如果内存仍然溢出才抛异常

弱引用：表示非必须对象，被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾回收发生之前，无论此时内存是否足够，都先回收这个

2. 垃圾回收机制有哪些

垃圾回收算法：标记-清除、复制、标记-整理

推荐阅读：Java虚拟机—GC垃圾回收机制_摸金青年v的博客-优快云博客

1）标记-清除特点：先标记可回收对象再清除，效率不高，产生内存碎片，影响后续内存分配，内存利用率低

2)  复制算法特点：先划分出一半内存，每次只使用一半，当内存无空间了，将使用的一半内存中存活对象复制到空闲的另一半内存，然后直接清理无空间的内存

缺点：内存压缩，GC频繁

优化：无需1：1划分，根据实际情况，新生代对象存活时间短，可以按8：1：1划分为较大的Eden区和两块较小的Survivor区，Eden区应该只会有少部分的存活对象

当回收时，将Eden区和Survivor区的存活对象，复制到未使用的Survivor区，然后清理下

但是我们保证不了每次的存活对象都小于10%，超出的对象会分配到老年代

因此，复制算法在对象存活率高，复制操作会变多，效率会变低

3）标记-整理特点：

对比标记-清除，标记操作相同，但是整理存活对象向一端移动，然后清理边界以外的内存

三种算法适用场景：

新生代：复制

老年代：标记-清除、标记-整理

3. 垃圾回收器的特点和选择

没有万能收集器，只有选择合适的收集器

关注要点：垃圾回收的线程的占用对工作线程的影响，考虑两点：暂停工作线程的时间、占用的内存

Serial收集器：单线程，缺点垃圾回收时，需要暂停所有工作线程，直到回收完成

ParNew收集器：多线程，还是要暂停所有工作线程

Parallel Scavenge收集器：目标是达到可控的吞吐量，比如：虚拟机运行100分钟，垃圾回收1分钟，吞吐量就是99%

控制垃圾回收时间参数

-XX: MaxGc-PauseMillis  最大垃圾收集停顿时间 （毫秒数）

-XX: MaxGc-PauseMillis  设置的小，是牺牲吞吐量和新生代空间换取的，GC会变频繁，停顿时间变少了，但是吞吐量性能也会降低

-XX: GCTimeRatio   吞吐量大小（0~100比率）

-XX: GCTimeRatio = 99   表示垃圾停顿时间为 1/(1+99)=1%

-XX: UseAdaptiveSizePolicy  表示开关开启后，虚拟机自动动态调节新生代等参数，自适应调节

CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器：目标是尽可能的缩短工作线程停顿时间

4. 延伸思考

4.1 线程隔离的数据区需要考虑垃圾回收吗

答：不需要，此数据区需要的内存基本上编译期可知，方法结束和线程结束时，内存就被释放了

所以重点研究堆内存的对象回收，内存分配是动态不确定的

4.2 虚拟机吞吐量和停顿时间可以同时兼顾吗

答：不可以，吞吐量和停顿时间对立

吞吐量高：适用于后台运算，和用户交互少，对快速响应要求不高的应用

垃圾回收的停顿时间少：适用于用户交互频繁，高响应的应用

举例：低停顿时间是以牺牲吞吐量和新生代空间为代价的

收集300MB新生代肯定比收集500要快，但是收集会变得频繁，导致执行垃圾回收线程时间变多，即吞吐量降低

原来：10秒收集一次，每次停顿100ms

现在：5秒收集一次，每次停顿70ms，停顿时间变少，但是频繁了

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总结

以上就是今天要讲的内容，本文介绍了虚拟机的垃圾回收机制