小朋友，你是否有不少的 GC？

前言

GC 即 Garbage Collection，中文 意思「垃圾回收」，在有GC以前，咱們手動去管理內存，若是你忘記標記某一處已經再也不使用的內存，那麼這塊內存將永遠不會被系統回收，也就是常說的 「內存泄露」。

如下全部的 GC 介紹，所有基於主流 JVM 虛擬機 Hotspot。

GC 是如何判斷一個對象是存亡？

GC判斷一個對象存活或死亡就是判斷這個對象還存不存在它的引用，常見的兩種方式以下

• 引用計數法

每一個對象從建立開始，都會維護一個引用計數器，每當引用一次，那麼計數器增長1，引用失效一次，那麼計數器減去1，這樣實現優勢是高效、簡單，可是缺點也很明顯：沒法解決循環依賴，好比下面的代碼，雖然 A引用B，B引用A，可是就沒有其餘地方引用了，所以它們是無效引用，形成內存泄露。Java 天然不會選擇這種方式做爲判斷方式。

A=B
    B=A
複製代碼

• 引用鏈（可達性分析法）表明語言：Java、C# 相比引用計數法，可達性分析法就複雜的多，也安全的多了，分爲三步

1.可達性分析

將一系列的 GC Roots 對象做爲起點，開始向下搜索。可做爲 GC Root 的起點有

• Java 虛擬機棧（棧楨本地變量表中）引用的對象

• 本地方法棧中JNI（也就是常說的 Native 方法）

• 方法中的常量、類靜態屬性引用的對象

注意：向下搜索的路徑就是引用鏈

爲了方便理解，我畫了下面的圖片

特別注意： 可達性分析僅僅是判斷對象是否可達，但還不足以判斷對象是否存活或者死亡。可達性分析中判斷爲不可達的對象，只是被判刑 ≠ 死亡。

不可達對象會存放在 「即將回收」集合中，要判斷一個對象是否真正的死亡，還須要通過下面的兩個步驟。

2.第一次標記 & 篩選

可達性分析中標記爲不可達的對象，會經歷第一次篩選。

篩選標準：判斷對象是否須要執行 finalize() 方法，如有必要執行，則篩選進行下一階段分析，若不必執行，那麼該對象斷定爲死亡，不篩選，等待系統回收。

當對象無 finalize() 方法，或者 finalize() 方法已經被虛擬機調用過一次的狀況下，那麼被標記爲不必執行，等待回收。

3.第二次標記 & 篩選

當對象通過了第一次篩選後沒有被回收，將進行第二次篩選。

該對象會被放在一個 F-Queue 的隊列中，並由虛擬機自動建立一個名爲 Finalizer 的低優先級的線程去執行隊列中全部對象的 finalize 方法，這裏須要注意的是，finalize 方法只會被執行一次，而且 JVM 並不承諾 finalize 會執行完畢，緣由是爲了防止 finalize 執行時間過長或者中止執行，致使的內存溢出。

篩選標準： 在執行 finalize 方法的過程當中，若是該對象依舊沒有和 GC Root 關聯起來，那麼該對象被判斷爲死亡，留在即將回收集合，等待回收。

Full GC 和 Partial GC

簡單理解就是，全局GC(Full GC)和局部GC(Partial GC)，分別看一下：

Partial GC（局部GC）

Young GC :只收集 Young Gen（年輕代）的 GC， Young GC 還有一個叫法 叫 Minor GC。

old GC : 只收集 Old Gen（年老代） 的GC 只有垃圾回收器 CMS 的 concament colletton 有這個模式。

mixed GC : 收集整個Young GC的GC和部分的old Gen的GC，只有垃圾回收器 G1 有這個模式。

Full GC

Full GC是對整個堆來講的，執行Full GC 的時候會回收全部代，包括永久代、年老代、年輕代等等全部的 GC。Full GC 的觸發條件有如下幾種

System.gc()方法的調用

此方法的調用是建議JVM進行Full GC,雖然只是建議而非必定,但不少狀況下它會觸發 Full GC,從而增長Full GC的頻率,也即增長了間歇性停頓的次數。強烈建議能不使用此方法就別使用，讓虛擬機本身去管理它的內存，可經過經過-XX:+ DisableExplicitGC來禁止RMI（Java遠程方法調用）調用System.gc。

老年代空間不足

舊生代空間只有在新生代對象轉入及建立爲大對象、大數組時纔會出現不足的現象，當執行Full GC後空間仍然不足，則拋出以下錯誤： java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 爲避免以上兩種情況引發的FullGC，調優時應儘可能作到讓對象在Minor GC階段被回收、讓對象在新生代多存活一段時間及不要建立過大的對象及數組。

方法區空間不足

JVM規範中運行時數據區域中的方法區，在HotSpot虛擬機中又被習慣稱爲永生代或者永生區，Permanet Generation中存放的爲一些class的信息、常量、靜態變量等數據，當系統中要加載的類、反射的類和調用的方法較多時，Permanet Generation可能會被佔滿，在未配置爲採用CMS GC的狀況下也會執行Full GC。若是通過Full GC仍然回收不了，那麼JVM會拋出以下錯誤信息： java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 爲避免Perm Gen佔滿形成Full GC現象，可採用的方法爲增大Perm Gen空間或轉爲使用CMS GC。

經過Minor GC後進入老年代的平均大小大於老年代的可用內存

若是發現統計數聽說以前Minor GC的平均晉升大小比目前old gen剩餘的空間大，則不會觸發Minor GC而是轉爲觸發full GC

爲了方便理解上述枯燥又無味的理論，我寫了幾行代碼，實驗了一下

/** * GCRoots 測試：虛擬機棧（棧幀中的局部變量）中引用的對象做爲GCRoots * -Xms1024m -Xmx1024m -Xmn512m -XX:+PrintGCDetails * <p> * 擴展：虛擬機棧中存放了編譯器可知的八種基本數據類型,對象引用,returnAddress類型（指向了一條字節碼指令的地址） * * @author wangjie */
public class TestGCRoots01 {
    private int _10MB = 10 * 1024 * 1024;
    private byte[] memory = new byte[8 * _10MB];

    public static void main(String[] args) {
        method01();
        System.out.println("返回main方法");
        System.gc();
        System.out.println("第二次GC完成");
    }

    public static void method01() {
        TestGCRoots01 t = new TestGCRoots01();
        System.gc();
        System.out.println("第一次GC完成");
    }
}
複製代碼

當運行上述代碼控制檯會輸出以下內容

首先該類聲明瞭一個 80M 的數組

private byte[] memory = new byte[8 * _10MB];
複製代碼

而後調用了 method01，method01建立了一個TestGCRoots01的實例，該實例存放在 PSYoungGen 也就是年輕代

method01();
TestGCRoots01 t = new TestGCRoots01();
複製代碼

這時調用了 System.gc()，該實例從PSYoungGen到了ParOldGen也就是年老代

System.gc();
System.out.println("第一次GC完成");
複製代碼

可是並無被回收，method01執行完畢後返回到了 main 方法，這時又執行了一次 System.gc()，該實例被回收 。

System.out.println("返回main方法");
System.gc();
System.out.println("第二次GC完成");
複製代碼

至此，GC 的基礎知識你應該瞭解了，可是這篇文章僅僅簡單分析了一下 GC 和 JVM 的關係，並不涉及到引用鏈，若是對你理解 GC 有幫助，點贊轉發是對我最大的支持。

另外，我爲你找到了如下資料，並翻譯成了中文供你查閱

• 關於 GC 的 Oracle給出的文檔