深刻理解java：1.3. 垃圾收集

Java垃圾收集（Garbage Collection，GC）

 

某一個時點，一個對象若是有一個以上的引用(Rreference)指向它，那麼該對象就爲活着的(Live)，

不然死亡(Dead)，視爲垃圾，可被垃圾回收器回收再利用。

 

垃圾回收操做須要消耗CPU、線程、時間等資源，因此容易理解的是垃圾回收操做不是實時的發生(對象死亡後不會立刻釋放)，

當內存消耗完或者是達到某一個指標(Threshold,使用內存佔總內存的比列)時，觸發垃圾回收操做。

 

GC須要完成的三件事情：

　　　　 哪些內存須要回收？

            --如何判斷對象已死？用 根搜索算法

            這個算法的基本思路就是經過一系列的名爲「GC Roots」的對象做爲起始點，從這些節點開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱爲引用鏈（Reference Chain）。

            當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連時，則證實此對象是不可用的。

            在Java語言裏，可做爲GC Roots的對象包括下面幾種：

            　　　　虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中的引用的對象。

            　　　　方法區中的類靜態屬性引用的對象。

　            　　　方法區中的常量引用的對象。

　　            　　本地方法棧中JNI（即通常說的Native方法）的引用的對象。

　　　　何時回收？

            當內存消耗完或者是達到某一個閥值(Threshold,使用內存佔總內存的比列)時，觸發垃圾回收操做。閥值可經過JVM參數配置。

　　　　如何回收？

　　　　GC機制的基本算法是 分代收集，

　　　　當新生代的Eden區滿的時候，執行Minor GC，也叫 Young GC。使用了複製算法。

　　　　當老年代內存不足時，將執行Major GC，也叫 Full GC。使用了標記-清除算法 或 標記-整理算法。

 

在GC機制中，起重要做用的是垃圾收集器，垃圾收集器是GC的具體實現。以下圖，

　　

新生代收集器：（都是使用 中止複製算法）

• Serial收集器：使用中止複製算法，使用一個線程進行GC，串行，其它工做線程暫停。使用-XX:+UseSerialGC可使用Serial+Serial Old模式運行進行內存回收（這也是虛擬機在Client模式下運行的默認值）
• ParNew收集器：使用中止複製算法，Serial收集器的多線程版，用多個線程進行GC，並行，其它工做線程暫停，關注縮短垃圾收集時間。使用-XX:+UseParNewGC開關來控制使用ParNew+Serial Old收集器組合收集內存；使用-XX:ParallelGCThreads來設置執行內存回收的線程數。
• Parallel Scavenge 收集器：使用中止複製算法，關注CPU吞吐量。即運行用戶代碼的時間/總時間，好比：JVM運行100分鐘，其中運行用戶代碼99分鐘，垃 圾收集1分鐘，則吞吐量是99%，這種收集器能最高效率的利用CPU，適合運行後臺運算（關注縮短垃圾收集時間的收集器，如CMS，等待時間不多，因此適 合用戶交互，提升用戶體驗）。使用-XX:+UseParallelGC開關控制使用Parallel Scavenge+Serial Old收集器組合回收垃圾（這也是在Server模式下的默認值）；使用-XX:GCTimeRatio來設置用戶執行時間佔總時間的比例，默認99，即1%的時間用來進行垃圾回收。使用-XX:MaxGCPauseMillis設置GC的最大停頓時間（這個參數只對Parallel Scavenge有效），用開關參數-XX:+UseAdaptiveSizePolicy能夠進行動態控制，如自動調整Eden/Survivor比例，老年代對象年齡，新生代大小等，這個參數在ParNew下沒有。

老年代收集器：

• Serial Old收集器：單線程收集器，串行，使用標記整理（整理的方法是Sweep（清理）和Compact（壓縮），清理是將廢棄的對象幹掉，只留倖存的對象，壓縮是將移動對象，將空間填滿保證內存分爲2塊，一塊全是對象，一塊空閒）算法，使用單線程進行GC，其它工做線程暫停（注意，在老年代中進行標記整理算法清理，也須要暫停其它線程），在JDK1.5以前，Serial Old收集器與ParallelScavenge搭配使用。
• Parallel Old收集器：老年代收集器，多線程，並行，多線程機制與Parallel Scavenge差不錯，使用標記整理（與Serial Old不一樣，這裏的整理是Summary（彙總）和Compact（壓縮），彙總的意思就是將倖存的對象複製到預先準備好的區域，而不是像Sweep（清理）那樣清理廢棄的對象）算法，在Parallel Old執行時，仍然須要暫停其它線程。Parallel Old在多核計算中頗有用。Parallel Old出現後（JDK 1.6），與Parallel Scavenge配合有很好的效果，充分體現Parallel Scavenge收集器吞吐量優先的效果。使用-XX:+UseParallelOldGC開關控制使用Parallel Scavenge +Parallel Old組合收集器進行收集。
• CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器：老年代收集器，致力於獲取最短回收停頓時間（即縮短垃圾回收的時間），使用標記清除算法，多線程，優勢是併發收集（用戶線程能夠和GC線程同時工做），停頓小。使用-XX:+UseConcMarkSweepGC進行ParNew+CMS+Serial Old進行內存回收，優先使用ParNew+CMS（緣由見後面），當用戶線程內存不足時，採用備用方案Serial Old收集。

 

G1收集器：在JDK1.7中正式發佈，與現狀的新生代、老年代概念有很大不一樣，目前使用較少，不作介紹。