jvm垃圾回收

垃圾回收

1. 如何判断对象可以回收

1.1 引用计数法

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lpPM9avQ-1646097996409)(C:\Users\l\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220119110136835.png)]

1.2 可达性分析算法

Java 虚拟机中的垃圾回收器采用可达性分析来探索所有存活的对象
扫描堆中的对象，看是否能够沿着 GC Root 对象为起点的引用链找到该对象，找不到，表示可以回收
哪些对象可以作为 GC Root？

1.3 四种引用

强引用
- 只有所有 GC Root 对象都不通过【强引用】引用该对象，该对象才能被垃圾回收
软引用
- 仅有软引用引用该对象时，在垃圾回收后，内存仍不足时会再次发出垃圾回收，回收软引用对象
- 可以配合引用队列来释放软引用自身
弱引用
- 仅有弱引用引用该对象时，在垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收弱引用对象
- 可以配合引用队列来释放弱引用自身
虚引用
- 必须配合引用队列来使用，主要配合 ByteBuffer 使用，被引用对象回收时，会将虚引用入队，由 Reference Handler 线程调用虚引用相关方法释放直接内存
终接器引用
- 无需手动编码，但其内部配合引用队列使用，在垃圾回收时，终接器引用入队 (被引用对象暂时没有被回收)，再由 Finaizer 线程通过终接器引用找到被引用对象并调用他的 finalize 方法，第二次 GC 时才能回收被引用对象

2. 垃圾回收算法

2.1 标记清除

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9KXe0urx-1646097996411)(C:\Users\l\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220119173611122.png)]

优点：速度快

缺点：造成空间不连续，形成内存碎片

2.2 标记整理

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kuspME8o-1646097996412)(C:\Users\l\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220119173930597.png)]

优点：使内存更加紧凑，不会造成内存碎片问题

缺点：速度较慢，需要进行其他一些操作

2.3 复制

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cw0iBgmZ-1646097996413)(C:\Users\l\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220119175900042.png)]

优点：不会造成内存碎片

缺点：需要占用双倍内存空间

3. 分代垃圾回收

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-w3kTtSPY-1646097996414)(C:\Users\l\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220119182046369.png)]

对象首先分配在伊甸园区域
当新生代空间不足时，触发 minor gc ，伊甸园和 from 区存活的对象使用 copy 复制到 to 区域，让存活的对象年龄加1并且叫唤 from 和 to
minor gc 会引发 stop the world，暂停其它用户的线程，等垃圾回收结束，用户线程才恢复运行 (minor gc 的暂停时间比较短)
当对象年龄超过阈值时，就会晋升至老年代，最大年龄是15 (4bit)
当老年代空间不足，会先尝试触发 minor gc ,如果之后空间仍不足，那么触发 full gc ，也会引发 stop the world (暂停时间更长)

3.1 相关VM参数

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-aBQysvZQ-1646097996415)(C:\Users\l\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220120092440551.png)]

向堆中存入对象时，如果对象的大小大于了新生代伊甸园的大小，则会判断对象是否大于老年代的大小并且看是否能存入老年代，如果能，则对象提前晋升到老年代中，以解决内存紧张的情况，如果不能，则报出内存溢出异常

4. 垃圾回收器

4.1 串行

单线程
适合堆内存较小，适合个人电脑的情况

4.2 吞吐量优先

多线程
适合堆内存较大的场景，并且需要多核cpu 支持
让单位时间内，STW 的时间最短 (次数少)

4.3 响应时间优先

多线程
适合堆内存较大的场景，并且需要多核cpu 支持
尽可能让 STW (Stop The World) 的单次时间最短 (时间短)

4.4 G1

定义：Garbage First

适用场景

同时注重吞吐量和低延迟，默认的暂停目标是 200 ms
超大堆内存，会将堆划分为多个大小相当的 Region
整体上是标记+整理算法，两个区域之间是复制算法

1) G1 垃圾回收阶段

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9T7y45f8-1646097996416)(C:\Users\l\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220120151625986.png)]

2) Young Collection

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cEa1h3WT-1646097996417)(C:\Users\l\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220120155340657.png)]

3) Young Collection + CM

在 Young GC 时会进行 GC Root 的初始标记
老年代占用堆空间比例达到阈值时，进行并发标记 (不会STW)，由 JVM 参数决定

4) Mixed Collection

会对E、S、O进行全面垃圾回收

最终标记 (Remark) 会 STW
拷贝存活 (Evacuation) 会 STW

5) Full GC

SerialGC (串行)
- 新生代内存不足发生的垃圾收集 - minor gc
- 老年代内存不足发生的垃圾收集 - full gc
ParallelGC (并行 )
- 新生代内存不足发生的垃圾收集 - minor gc
- 老年代内存不足发生的垃圾收集 - full gc
CMS
- 新生代内存不足发生的垃圾收集 - minor gc
- 老年代内存不足
G1
- 新生代内存不足发生的垃圾收集 - minor gc
- 老年代内存不足