JVM_淺析「堆與GC算法」

1、堆的組成部分

1-一、三大組成部分：

• 新生代：新生代會頻繁觸發 MinorGC 進行垃圾回收

  • 伊甸園區（Eden）：每次 new 出來的對象存放的位置。
  • 倖存者0區（ServivorFrom）：每次gc垃圾回收的倖存者存放的位置。
  • 倖存者1區（ServivorTo）：每次gc垃圾回收時，下一批倖存者存放的位置

  注意：默認內存比值爲 8:1:1，且每次 ServivorFrom 和 ServivorTo，會交換位置的！

• 老年代：當新生代的對象，被 gc 十五次以後，都還倖存，就存放到這裏。（若是new 的對象很大，也會直接放到這）

• 永久代（方法區）：存放着 jre 中自帶的一些類的信息，靜態變量，常量等數據，不過7以後，常量池都放到堆中去了！（這也就說明了，爲何它叫永久代，由於這些東西，咱們不須要管，因此8以後，把它用元空間取代了，由於它都不和咱們 new 出來的對象在一塊，因此乾脆把元空間歸於 本地內存！）

2、GC算法

2-一、何時進行垃圾回收？

1. 新生代區域中的 Eden區滿了時，觸發 MinorGC （複製算法）
2. 老年代區域中也滿了，觸發 MajorGC （標記清除算法）

2-二、何時進行垃圾回收？

如何肯定是否爲垃圾?

• 引用計數法：若是一個對象實例，沒有引用地址指向它，那麼他的引用計數就是0，則斷定爲垃圾。

• 可達性分析：爲了解決引用計數法的循環引用問題，Java 使用了可達性分析的方法。經過一系列的「GC roots」 對象做爲起點搜索。若是在「GC roots」和個對象之間沒有可達路徑，則稱該對象是不可達的。

  要注意的是，不可達對象不等價於可回收對象，不可達對象變爲可回收對象至少要通過兩次標記 過程。兩次標記後仍然是可回收對象，則將面臨回收。

2-三、複製算法 （MinorGC）

過程：複製 => 清空 => 交換

• 複製：首先把 Eden 和 ServivorFrom 的倖存者，複製到 ServivorTo 區域，而且讓倖存者年齡 +1，

  ​ ，同時判斷倖存者年齡，若是年齡達到了 15 ，就轉移到老年區！

• 清空：接着清空 Eden 和 ServivorFrom

• 交換：交換 ServivorFrom 和 ServivorTo ，以實現循環清理，直到年齡達到 老年區。

優勢：耗時較短，且不會有內存碎片。

缺點：須要額外的一塊空白的區域，進行幸存者轉移。

總結：空間換時間。適合存活率低的區域（新生代），存活率低，須要複製的倖存者就少，性能消耗的就少。

2-四、標記清除算法（MajorGC ）

過程：掃描一次，進行標記，再掃描一次，進行清除。

標記：GCRoot算法，判斷是否爲垃圾，可清除。

優勢：不須要額外的空間，進行幸存者轉存。

缺點：耗時較長，並且會留下一塊塊的內存碎片！

總結：時間換空間。適合存活率高的區域，（老年代），倖存者較多，複製的話，太浪費性能了。

2-五、標記 整理/壓縮 清除算法

過程：在前者的基礎上，又多了一次掃描，而後將 倖存者 和 內存碎片 給整理到各自的整塊的領域。

優勢：不須要額外的空間，切沒有內存碎片殘餘。

缺點：耗時長！

總結：和前者相同，不過不宜頻繁使用！

2-六、體會

因爲 MajorGC 的內存碎片的緣故，若是能夠經過判斷 MajorGC 進行多少次後，內存碎片會比較多，而後進行一次內存碎片整理，應該算是一種優化！