java垃圾回收知識總結

垃圾回收：

將已經分配出去的內存，取再也不使用的回收回來，已便於再次分配

 

如何區分對象是否變成垃圾？

 

引用計數法與可達性分析

引用計數法：

使用計數器統計對象引用個數

 

使用語言：

Python

 

問題：

須要額外的空間存儲計數器，頻繁更新操做

沒法處理循環引用問題

 

可達性分析：

GCRoot做爲初始存活對象合集

 

GCRoot:

堆外指向堆內的引用

 

GCRoot範圍：

Java方法棧幀中的局部變量

已加載類的靜態變量

JNI handles

已啓動且未中止的Java線程

 

好處：

解決了循環引用問題

 

問題：

多線程狀況下可能出現漏報和誤報

 

Stop-the-world以及安全點

解決方案：

STW(Stop the World)，中止其餘非垃圾回收的工做，直到垃圾回收完成，這一段時間會形成GC暫停。

經過安全點機制來實現STW，當全部線程都到達安全點，才准許STW獨佔線程工做。

安全點的做用，找到一個穩定狀態，jvm不在產生堆棧。

 

垃圾回收的三種方式

標記-清除：

原理及其簡單，形成內存碎片，分配效率低

標記-壓縮：

解決內存碎片化問題，代價壓縮算法性能開銷

標記-複製：

一樣能解決內存碎片化問題，缺點堆空間使用效率低下

 

JVM虛擬機的堆劃分

JVM經過分代思想進行垃圾回收，JVM堆分爲新生代和老年代。

新生代：

Eden區以及兩個大小相同的Survivor區

Eden存儲對象的內存，對空間是線程共享，所以劃分空間是須要同步。

經過TLAB避免兩個對象共用一段內存。

TLAB能夠向JVM申請一段連續的內存爲線程私有。

 

申請操做須要加鎖Eden區內存耗盡怎麼辦？

JVM便會觸發Minor GC，存活對象放置到Survivor區。

from指針的survivor區中的對象會複製到to指向的Survivor區。

交換from和to指針，下次Minor GC時，to指向的survivor區仍是空的。

若是JVM對象在survivor區複製默認超過15次晉升到老年代，或者單個survivor區已佔用50%，較高複製次數的對象也會晉升到老年代。

 

MinorGC好處不會對整個堆進行垃圾回收。

可是有一個問題，老年代的對象可能引用新生代的對象。

在標記存活對象時，咱們須要掃描老年代的對象。

若是該對象擁有對新生代對象的引用，這個也會被做爲GCRoots。

可能會致使從新作一次全堆掃描，引入了卡表技術

 

卡表

卡表(Card Table):

將整個堆分爲一個個大小爲512字節的卡，而且維護一個卡表，用來存儲每張卡的一個標識位。

這個標識位表明對象的卡是否可能存在指向新生代對象的引用。若是存在，咱們認爲這張卡是髒卡。

 

如何設置卡的標識位？

JVM獲取每一個引用型實例的寫操做，並記錄寫標識位的操做

解釋執行實現簡單。JIT則須要插入額外邏輯，寫屏障（write barrier）。

寫屏障：

能加大Minor GC的效率，可是會帶來虛共享問題，能夠經過-XX:UseCondCardMark,來儘可能減小寫卡表的操做

 

垃圾回收器類型

Serial:

最古老、最穩定的垃圾回收器

可同時做用於新生代和老年代

新生代採用複製算法

老年代採用標記-壓縮算法

 

ParNew:

Serial收集器新生代的並行版本

複製算法

多線程，需多核支持

-XX:ParallelGCThreads限制線程數量

 

Parallel收集器：

相似ParNew，

新生代複製算法，老年代標記壓縮

更加關注吞吐量

-XX:+UseParallelGC使用Parallel收集器+老年代串行

-XX:+UseParallelOldGC使用Parallel收集器+老年代並行

-XX:+MaxGCPauseMills最大停頓時間，單位毫秒，GC儘可能保證回收不超過該時間

-XX:+GCTimeRatio 0-100的取值範圍，垃圾收集時間佔總時間的比，默認99，即最大容許1%時間作GC

 TIPS:停頓時間和吞吐量不可能同時調優

 

CMS收集器：

Concurrent Mark Sweep併發標記清除

標記清除算法

併發階段下降吞吐量

老年代收集器（新生代使用ParNew）

-XX:+UseConcMarkSweepGC

 

G1收集器：

橫跨新生代和老年代

打亂堆結構，堆分紅不少個區域，每一個區域均可以充當Eden區、Survivor區或者老年代其中一個

標記壓縮算法

G1在Java7中發佈取代CMS, java9之後CMS收集器廢棄

優先回收死亡對象較多的區域

 

ZGC收集器：

暫停時間不超過10ms

java11將提供