GC算法与种类

GC

• Garbage Collection垃圾收集
• Java中，GC的对象是堆空间和永久区（防止人为引入的内存泄漏，及时清理无用的对象）

GC算法

• 引用计数法（没有被Java采用）

  • 老牌垃圾回收算法
  • 通过引用计算来回收垃圾
  • 多一个使用者 +1,释放一个引用就-1。
  • 引用计数器的值为0则被释放。
  • 问题：引用和去引用伴随加法和剑法，影响性能
  • 很难处理循环引用

• 标记-清除

  • 标记-清楚算法是现代垃圾回收算法的思想基础
  • 该算法将GC分为两个阶段：标记/清除
  • 在标记阶段，首先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象。在清除阶段，清除所有未被标记的不可达对象

• 标记-压缩

  • 适用于存活对象较多的场合，如老年代。
  • 在标记-清除算法的基础上做了一些优化。
  • 同样从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但之后，并不只是简单清理未被标记的对象，而是将所有的存活对象压缩到内存的一端，然后清理边界外所有的空间。
  • 相比标记清除的优势？减少碎片，提高空间利用率。

• 复制算法（新生代）

  • 与标记-清除算法相比，复制算法是一种相对高效的回收方法
  • 不适用于存活对象比较多的场合，如老年代
  • 将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中的一块儿，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块儿中，之后，清除正在使用的内存块儿中的所有对象，交换两个内存的角色，完成垃圾回收
  • 问题：空间浪费，一次只使用一半
  • 整合标记清理：存活的大对象进入老年代担保区。小对象运用复制算法从年轻代放入复制空间中，执行清理。
  • 联系 Heap 中的eden from to。eden即对象新生的地方，from to就是两块儿复制空间。可用的空间=eden + from 但是总空间=eden + from * 2，原因就在于使用了复制算法。

• 分代思想

  • 依据对象的存活周期进行分类，短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。
  • 少量对象存活，适合复制算法
  • 大量对象存活，适合标记清理或者标记压缩

• GC的可触及性

  • 所有的算法，需要能够识别一个垃圾对象，因此需要给出一个可触及性的定义。
  • 可触及的
    • 从根节点可以触及到这个对象
  • 可复活的
    • 一旦所有引用被释放，就是可复活状态
    • 因为在finialize()中可能复活该对象
    • 不可被回收
    • 经验：避免使用方法中重写的finalize()，操作不慎可能导致错误
    • 优先级低，何时被调用不确定（因为是跟随gc()执行的，何时发生GC是不确定的）
    • 想要通过finalize来回收垃圾，可以使用try-catch-finally来替代
  • 不可触及的
    • 在finalize()后，可能会进入不可触及状态
    • 不可触及的对象不可能复活
    • finalize()只能被调用一次
    • 可以回收
  • 根（被使用的局部变量都可以当作为根）
    • 栈中引用的对象
    • 方法区中及静态成员或者常量引用的对象（全局对象）
    • JNI方法栈中引用对象

Stop the World

• Java中一种全局暂停的现象。（VM被挂起）
• 全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互
• 多半由于GC引起
  • Dump线程
  • 死锁检查
  • 堆Dump
• GC为什么会有全局停顿？
  • 类比聚会时，打扫房间。聚会时很乱，又有新的垃圾产生，房间永远打扫不干净，只有大家停止了活动，才能将房间打扫干净
  • 危害： 长时间服务停止，没有相应。遇到HA系统，可能引起竹北切换，严重危害生产环境。（PS: GC也是JVM的一个线程，该线程工作时，其他所有线程全部被挂起，这样便于gc线程进行垃圾标记）
  • 新生代的GC时间会比较短， 老年代的GC有时候会比较久