【JVM】GC垃圾回收机制

GC：垃圾回收机制

首先我们得知道JVM的主要组成部分：

垃圾回收主要关注 Java 堆

Java 内存运行时区域中的程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈随线程而生灭；栈中的栈帧随着方法的进入和退出而有条不紊地执行着出栈和入栈操作。每一个栈帧中分配多少内存基本上是在类结构确定下来时就已知的（尽管在运行期会由 JIT 编译器进行一些优化），因此这几个区域的内存分配和回收都具备确定性，不需要过多考虑回收的问题，因为方法结束或者线程结束时，内存自然就跟随着回收了。

而 Java 堆不一样，一个接口中的多个实现类需要的内存可能不一样，一个方法中的多个分支需要的内存也可能不一样，我们只有在程序处于运行期间时才能知道会创建哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的，垃圾收集器所关注的是这部分内存。

jvm在垃圾回收时，并不是对这个区域一起回收。大部分时候都是对新生区

• 新生区
• 幸存区(from，to)
• 老年区（取消了永久区）

GC的两种类型

• 轻GC
• 重GC（全局）

GC的算法

1. 引用标记法

   ​ 给每一个引用的对象分配一个计数器，统计引用次数。（由于计数器也有消耗，所以次方法效率并不是很高）

   对象	A	B	C	D	…	Z
   计数器	1	2	0	1	…	4

   ​ 这里由于C对象被创建出来了，但由于一次都没有被引用，所以会被GC清理掉

2. 复制算法

   幸存区0	幸存区1
   from	to
   1	0

   ​ JVM在轻GC后，会将幸存的对象移至幸存区，这里有两个幸存区(from，to)，会转移至to的那个幸存区（那个幸存区是空的哪个就是to）。每次一次都会进行判断，假设第一次进入了0区，那么to就是1区，那么第二次就会连通0区的对象一起进入到1区，进行一次对象复制，将0区空出来，下次进来则在空出来的那个区中。

   • 好处：没有内存的碎片
   • 坏处：浪费了内存空间（多了一半空间，永远是空的to）。如果一边满了（对象100%存活）OOM

   复制算法最佳使用场景：对象存活度低的时候，新生区。

3. 标记清除算法

   0：未被标记 1：标记

   对象	A	B	C	D	…	Z
   标记	1	0	0	1	…	0

   清除：

   对象	A			D	…
   标记	1			1	…

   第一遍：

   ​ 扫描这些对象：对活着的对象进行标记

   第二遍：

   ​ 清除：对没有标记的对象进行清除

   • 优点：节省了内存空间
   • 缺点：两次扫描，浪费时间，并且这样做会产生内存碎片（不连续）

4. 标记压缩法算法

   ​ 在标记清除法的基础上优化，防止内存碎片产生，再次扫描，向前一段存活的对象移动。多了一个移动的成本

   对象	A	D			…
   标记	1	1			…

5. 标记清除压缩

   ​ 结合以上

总结：

• 内存效率（时间复杂度）
  • 复制算法 > 标记清除算法 > 标记压算法
• 内存整齐度（内存碎片）
  • 复制算法 = 标记压缩算法 > 标记清除算法
• 内存利用率
  • 标记压缩算法 = 标记清楚算法 > 复制算法

没有最好的算法，只有最合适的算法GC：分代收集算法

年轻代：

• 存活率低
• 复制算法

老年代：

• 区域大，存活率高
• 标记清除（内存碎片不是太多） + 标记压缩 混合