后端---jvm中的垃圾回收机制

Java垃圾回收机制

1.JVM内存空间

 

  JVM堆（Heap）= 新生代（Young） + 旧生代（Tenured）

 分区作用： 

新创建的对象通常先将其分配在新生代中，在新生代中经过若干次GC之后仍未释放的对象，再将它移动到旧生代。为了让内存回收更高效（GC会暂停JVM中的应用），Sun JDK在1.2开始对堆采用了分代管理的方式。在分配对象遇到内存不足时，先对新生代进行GC（Young GC）；当新生代GC之后仍无法满足内存空间分配需求时， 才会对整个堆空间以及方法区进行GC （Full GC）

 相关参数：

-Xms                       -- 设置堆内存初始大小

 -Xmx                       -- 设置堆内存最大值

-XX:MaxTenuringThreshold  -- 设置对象在新生代中存活的次数

-XX:PretenureSizeThreshold  -- 设置超过指定大小的大对象直接分配在旧生代中

 注意点：当新生代设置得太小时，也可能引发大对象直接分配到旧生代中。

 

  新生代（Young）= Eden区 + Survivor区

1、常见的标记可用对象的算法有哪些？
（1）引用计数法：每个对象都创建一个私有的引用计数器，当该对象被其他对象引用时（出现在等号右边），引用计数器加1；当不再引用时，引用计数器减一；当引用计数器为0时，对象即可被回收。这种方式存在着当两个对象互相引用时，二者引用计数器值都不为0无法被回收的问题；
（2）根搜索算法：JVM一般使用的标记算法，把对象的引用看作图结构，由根节点集合出发，不可达的节点即可回收，其中根节点集合包含的如下5种元素：
1、Java栈中的对象引用；
2、本地方法栈中的对象引用；
3、运行时常量池的对象引用；
4、方法区中静态属性的对象引用；
5、所有Class对象；

2、常见的垃圾回收算法有哪些？JVM使用哪种？
（1）标记-清除算法：分两个阶段执行，第一个阶段标记可用对象，第二个阶段清除垃圾对象；这个方法很基础简单，但效率低下，而且会产生内存碎片（不连续的内存空间），无法再次分配给较大对象。
（2）复制算法：被广泛用于新生代对象的回收。将内存分为两个区域，新对象都分配在一个区域中，回收时将可用对象连续复制到另一个区域，回收完成后，新对象分配在有对象的区域，循环往复。这种算法不会产生内存碎片，且效率较高，但因为同时只有一个区域有效，会导致内存利用率不高。
（3）标记-整理算法：被应用于老年代对象的回收。这种算法与标记清除算法类似，第一个阶段标记可用对象，第二个阶段将可用对象移动到一段连续的内存上，解决了标记-清除算法会产生内存碎片的缺点。
（4）分代回收算法：在HotSpot虚拟机中，基于分代的特点（堆内存可进一步分为年轻代、老年代，老年代存放存活时间较长的对象），JVM GC使用分代回收算法。
年轻代使用复制算法：分为一个较大的Eden区与两个较小的、等大小的Survivor区（From Space与To Space），比例一般是8:1:1。新对象都分配在Eden区，当GC发生时（新生代的GC一般叫做Minor GC），将Eden区与From区中的可用对象复制到To区中，From Space与To Space互换名称，循环方法。直到发生如下两种情况，对象进入老年代：
1' From区内的对象已经达到存活代数阀值（经过GC的次数达到设定值），GC时不会进入To区中，直接移动至老年代；
2' 在回收Eden区与From区后，超出To区可容纳范围，则直接将存活对象移动至老年代。

老年代使用标记-整理算法：当老年代满的时候，会触发Full GC（新生代与老年代一起进行GC）。

3、常见的垃圾回收器有哪些？有什么特点？适合应用与什么场景？
（1）Serial收集器
年轻代采用复制算法、串行回收、与“Stop the world”机制（GC时停止其他一切工作），适用于单核CPU环境，绝对不推荐应用于服务器端。
Serial提供了老年代的回收器Serial Old，采用标记-整理算法，其他特性与新生代一致。
Serial+Serial Old适合客户端场景。
（2）ParNew收集器
相当于Serial的多线程版本，并行回收，年轻代同样采用复制算法与“Stop the world”机制，适用于多核CPU、低延迟环境，推荐应用于服务器场景。
（3）Parallel收集器
与ParNew类似，复制算法、并行回收、“Stop the world”机制，但是与ParNew不同，Parallel可以控制程序吞吐量大小，也被称为吞吐量优先的垃圾收集器。
与Serial类似，Parallel也有老年代版本，Parallel Old，同样采用标记整理-算法。
Parallel+Parallel Old非常适用于服务器场景。
（4）CMS收集器
与Parallel的高吞吐对应，CMS就是为高并发、低延时而生的。采用标记-清除算法、并行回收、“Stop the world”。因为采用了标记-清除算法，会产生大量内存碎片，要慎重使用。
（5）G1收集器
是一款基于并行、并发、低延时、暂停时间可控的区域化分代式垃圾回收器。
具有革命意义的设计，放弃了堆区年轻代、老年代的划分方案，而是将堆区或分成约2048个大小相同的独立Region块。
详情可参看ImportNew博文http://www.importnew.com/15311.html

4、GC的优化方案？
基本的原则就是尽可能地减少垃圾和减少GC过程中的开销。其中需要注意，JVM进行次GC的频率很高，但因为Minor GC占用时间极短，所以对系统产生的影响不大。更值得关注的是Full GC的触发条，具体措施包括以下几个方面:
(1)不要显式调用System.gc()
调用System.gc()也仅仅是一个请求(建议)。JVM接受这个消息后，并不是立即做垃圾回收，而只是对几个垃圾回收算法做了加权，使垃圾回收操作容易发生，或提早发生，或回收较多而已。但即便这样，很多情况下它会触发Full GC，也即增加了间歇性停顿的次数。
(2)尽量减少临时对象的使用
临时对象在跳出函数调用后，会成为垃圾，少用临时变量就相当于减少了垃圾的产生，也就减少了Full GC的概率。
(3)对象不用时最好显式置为Null
一般而言，为Null的对象都会被作为垃圾处理，所以将不用的对象显式地设为Null，有利于GC收集器判定垃圾，从而提高了GC的效率。
(4)尽量使用StringBuffer,而不用String来累加字符串
由于String是常量，累加String对象时，并非在一个String对象中扩增，而是重新创建新的String对象，如Str5=Str1+Str2+Str3+Str4,这条语句执行过程中会产生多个垃圾对象，因为对次作“+”操作时都必须创建新的String对象，但这些过渡对象对系统来说是没有实际意义的，只会增加更多的垃圾。避免这种情况可以改用StringBuffer来累加字符串，因StringBuffer是可变长的，它在原有基础上进行扩增，不会产生中间对象。
(5)能用基本类型如Int,Long,就不用Integer,Long对象
基本类型变量占用的内存资源比相应对象占用的少得多，如果没有必要,最好使用基本变量。
(6)尽量少用静态对象变量
静态变量属于全局变量，不会被GC回收，它们会一直占用内存。
(7)分散对象创建或删除的时间
集中在短时间内大量创建新对象，特别是大对象，会导致突然需要大量内存，JVM在面临这种情况时，只能进行Full GC，以回收内存或整合内存碎片，从而增加主GC的频率。集中删除对象，道理也是一样的。它使得突然出现了大量的垃圾对象，空闲空间必然减少，从而大大增加了下一次创建新对象时强制主GC的机会。