一個故事看懂垃圾回收

時間 2020-03-08

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對象的誕生

「你醒啦！」，迷迷糊糊中聽到一個聲音，我睜開了眼睛，發現一個小夥伴正看着我。程序員

「這裏是哪裏，你是誰啊？」「這裏是堆區，我是一個Ajax對象，叫我小A吧」

我慢慢坐了起來，舉目四望，這裏有好多形形色色的對象居住在這裏，遠處還有好多的線程在各自忙碌着，好一副熱鬧的景象！

「你好，我纔剛醒，我還不知道我是什麼對象呢」「這個簡單，讓我看看哈～～哦，原來你是一個APIController對象啊」，小A摸了摸個人頭。「你怎麼知道的？」
「你的頭上這裏有個64bit的Klass指針，喏，順着這個方向看過去，那裏記錄了你所屬的類信息，你看，那裏寫着APIController呢「

聽他這麼一說，我這才注意到個人頭上有兩個64bit的字段。

「唉，小A，旁邊這個64bit的數字又是裝的什麼內容呢？」

「那個叫MarkWord，是我們Java對象的門面，裏面的信息可重要了，你可要保管好了，這裏面有。。。」

Minor GC

忽然，不知從哪裏傳來一串警報聲，隨後聽到廣播：「各線程注意，請進入安全點等待，各分區注意，啓動一次Minor GC」

聽到廣播的我莫名的緊張起來。
不知怎麼回事，遠處忙碌的線程們都彷彿被施了定身法通常，都停下了手頭的活。只有少數幾個還在活動，這幾個線程大叔看上去跟他們有些不同，其中有幾個朝咱們這邊走了過來。

「這是要幹什麼啊？」我向小A打聽狀況。

「我也不知道，我也比你先出生沒多久，這狀況我也是第一次見到」，小A好像也有一點慌張。

沒過多久，來了一個兇巴巴的管理員線程，拿着喇叭吼着：「 Eden區的對象們聽着，唸到名字的站起來」說完，便開始一個個點名，內心一陣忐忑，怕被叫到，又怕不被叫到。

唸了好久，終於聽到了小A和個人名字，我倆戰戰兢兢的站了起來。
沒多久就念完了，我一瞅，站起來的是少數啊，內心有點很差的預感。「唸到名字的跟我來，其餘的交給個人助手處理」，說完你們跟着他開始移動。

在走的路上，碰上了另一支隊伍，和咱們匯合了。

「唉，兄弟，怎麼稱呼，大家哪一個單位的？」小A熱情的上去和一個對象攀談了起來。「叫我小B吧，

咱們這波是 Survivor From區的，大家 Eden區來的吧，我半小時前還在大家那兒待過呢」，這個自稱是小B的也很隨和。

「小B哥您好，我們這是要去哪裏啊？」我也上前搭了句話。

「前面是 Survivor To區」

「我們是怎麼被挑出來的？」

「這裏的管理員會經過一種叫 GC Roots的對象，順藤摸瓜，找出全部還有引用關係的對象，我們就是倖存者，說明我們還有價值」

「那留下的對象怎麼辦？」

「他們的命運多半懸了，由於沒有別的對象引用他們了，須要把他們清理掉，騰出空間來」

我似懂非懂，一邊走一邊擔憂着，很快咱們就到了傳說中的 Survivor To區，管理員安排咱們都坐下，「這裏好小啊」

「那可不，比起你原來的 Eden區，這裏只有八分之一大小」，我一回頭，剛纔路上碰到的小B竟然就在我和小A的旁邊，巧了不是。

「唉，小B哥，我們這麼折騰一圈是在作什麼啊？」

「這叫作垃圾回收GC，大家開始待那地方叫 Eden區，對象出生的地方都在那裏。我們所在的地方是一個叫 Java Virtual Machine的世界，程序員只管建立對象，無論釋放，這對象愈來愈多，Eden區放不下了，天然就要騰出空間來了。」

我和小A都點了點頭，內心慶幸躲過一劫，擡頭望去，不知何時，那些定住的線程們又開始忙活起來了。

「還沒恭喜大家呢，長大一歲了」，小B拍了拍我倆的肩膀，我倆面面相覷，滿臉問號。

「這是從何提及呢？」，小A先開口了。

「大家頭上的MarkWord第3-6位記錄的就是大家的年齡，通過一次GC就長大一歲了！」我倆互相看了看，又看了看小B的GC年齡位置，竟然已經15歲了。

「小B哥，難怪你見多識廣，都一把年紀了呀。咦，這表示GC年紀的只有4位，最大隻能表示到15，等會兒要是再來一次GC，這不要裝不下了嗎？」，看着小B的腦殼，我陷入了思考。

「再來一次GC我要是還能倖存，我就要進入老年代區域了，就不能陪大家玩兒了」，小B看着咱們眨了眨眼睛。

「老年代，那是什麼地方，咱們不能去嗎？」

「都說了是老年代了，是我這種老年對象去的地方，大家新來的還要在 Survivor To區和 Survivor From區兜兜轉轉好些回合呢，等大家到我這把年紀就能過去了」

「啊，爲何這麼麻煩，設置這麼多區都是幹嗎的啊？」小A急着問。

小B把手搭在小A的肩說到：「這裏的管理員用的是標記-複製算法來清理空間，因此須要在 Eden區以外再設一個地方接收復制活下來的對象。」

「那加一個 Survivor區就夠了啊，幹嗎弄兩個 Survivor區？」我也拋了一個問題。

小B把另外一隻手搭在了個人肩上，「這是爲了讓存活的對象可以在這邊反覆流轉，不要着急去老年代區域」

「那爲何 Survivor比 Eden小那麼多？」，我繼續問到

「根據他們統計發現，98%的對象都活不過一輪GC，留下來的都是少數。並且兩個 Survivor區有一個要空着，若是太大就太浪費了。」

聽着小B的話咱們倆都陷入了沉思。

沒過一下子，廣播又響了起來：「各線程注意，請進入安全點等待，各分區注意，啓動一次Minor GC」，剛剛平靜的心又一次懸了起來。

管理員又開始點名，這一次，我和小B都被點到了，而沒有聽到小A的名字。

咱們跟小A告別了，離開了 Survivor To區，走到分叉路口，小B也跟我作別：「再見了朋友，若是有機會，老年代等你來再聚」

接下來就只剩我一個對象了，跟隨陌生的對象隊伍來到了 Survivor From區，這裏跟剛纔的To區規模至關，只是隊伍比起以前那次又小了不少。
來到本身的位置坐好，看了看頭上的GC年齡位，我2歲了。

Finalizer對象

沒有了熟悉的朋友，獨自發着呆，等待着線程們來訪問我。

忽然，有人拍了拍個人肩膀，我回頭看去，竟然是小A，他跑的氣喘吁吁的。

「你不是沒有被唸到名字，沒有對象再引用你了嗎，竟然沒有被清理？」，再次看見小A，我有點難以置信。

「剛纔真的好險，我都嚇死了，沒想到事情出現了起色！」

「發生了什麼，快告訴我！」，我火燒眉毛的想知道這一切到底是怎麼回事。

小A喘了幾口氣繼續說到：「就在大家走後，管理員又拿出了另一份名單，個人名字竟然在上面，我一打聽才知道原來檢查到有一個 Finalizer對象還在引用我~」

「奇怪了，不是說沒有對象嗎，怎麼又冒出了一個 Finalizer對象？這是什麼？」

「後來我見到了那個Finalizer對象，就在開始咱們沒多遠的位置，聽他說是由於我所屬的類有覆蓋finalize方法，因此在我出生的時候，他也一同誕生，而且一直持有個人引用」

「那後來呢？」，我繼續追問。「後來啊，他被管理員放進了一個ReferenceQueue的隊列去了，他們把那地方叫F-Queue監獄。等待一個名字也叫Finalizer的線程大叔去處理，經過Finalizer對象來調用個人finalize方法，以後就把咱們之間的聯繫切斷了」
「他要倒黴了！不過好在仍是救了你一命」

「躲得了初一，躲不過十五，如今連Finalizer對象也沒引用我了，下一次GC我鐵定要完蛋的」，小A說完又低下了頭。

「別想那麼多，作對象最重要的就是開心了，說不定下一次我陪你一塊兒完蛋呢」

我倆剛剛說完，熟悉的廣播又想起了：「各線程注意，請進入安全點等待，各分區注意，啓動一次Minor GC」

很快，管理員就念到了個人名字，看來我還能撐下去。快到結束的時候，管理員竟然神奇般的唸到了小A的名字。

「小A，你聽到了嗎，竟然還有對象在引用你！」我高興的對小A說到，小A也使勁點點頭。

「我知道了，必定是Finalizer線程大哥在執行個人finalize方法的時候，又把我和誰創建了聯繫，對，必定是這樣！」

咱們再一次從To區來到了From區，這一次又少了不少舊面孔，不過從Eden區來了很多新面孔。

日後的一段時間裏，咱們在這兜兜轉轉了好多輪，終於看到頭上的年齡標記慢慢變成了15歲。

Full GC

沒過多久，廣播再次響起，我和小A幸運的再次被點到名字，隨後，管理員檢查了我和小A，發現我倆超齡了，直接給咱們趕到了一條新的路上，我知道前面就是傳說中的老年代了。
來到這個陌生的地方，放眼望去，這裏可比我待過的Eden區、From區、To區加起來還要大，裏面有好多的對象，密密麻麻的，不過看上去一個個都不是省油的燈，畢竟能來到這裏的對象，比起Eden區的那些萌新都是些老油條了。

我倆找到本身的位置坐下開始閒聊，這時，從不遠處走過來一個身影，走近一看正是以前的小B。

「唉，這不是小A嗎，記得你不是被清理了嗎，怎麼來這兒了？」，對於小A的出現，小B哥有些驚訝。

隨後小A也向小B聊起了以前的那段驚險經歷~

正在閒聊的時候，管理員忽然進來圈了一大片空閒的位置，建立了一個巨大的對象！衆對象都驚呆了！