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死磕深入理解java虚拟机2--第三章笔记

死磕深入理解java虚拟机2--第三章笔记

作者: 小孩梦游神 | 来源:发表于2019-04-11 20:45 被阅读0次

    重温深入理解java虚拟机这本书,温故而知新。

    书是基于java虚拟机规范而来,文章中会掺杂我的个人理解的描述,如有误,请指正。

     1、对象收集相关算法

    (1)引用计数算法(虚拟机没有采用此种算法,无法解决循环依赖的问题)

     (2)可达性分析算法

    当一个对象到GC Roots没有任何引用链,则为可回收的对象

    GC Roots的对象包括:虚拟机栈中引用的对象、方法区中静态属性应用的对象、方法去中常量引用的对象、本地方法栈中的JNI引用的对象。

    (3)四种引用:强引用 软引用 弱引用 虚引用

    (4)方法区的回收

    2、垃圾收集算法

    (1)标记-清除算法

    标记可回收对象,清理被标记的对象,这两步效率不高,会产生内存碎片。

     老年代可以采用此种方式

    (2)复制算法

    将房子一分为二,一半放杂物,过一段时间后你发现放东西的一半满了,于是你就把不用的杂物扔掉了,然后剩下的杂物搬到屋子的另一边,搬的过程顺手整理一下,这样开始放杂物的一半就空出来,可以放更多的东西了。

    因为1:1这种方式浪费空间,所以现在的虚拟机采用Eden空间和两块较小的Survivor空间,HotSpot默认Eden和Survivor比例为8:1,当三块地都不够用的时候,老年代就可以用上了。

    新生代采用此种方式

    (3)标记-整理算法

    当对象存活率较高时候,会出现较多的复制操作,效率变低,而且会浪费额外的空间,基于以上问题,老年代可以采用标记可回收对象,移动存活的对象向一边移动,清理边界之外的内存的方式。与(1)方式不同点在于不直接清理,而是移动存活对象再进行清理。

    基于以上算法介绍,虚拟机采用了分代收集的算法应对不同代的回收,原因是新生代中,每次收集会有大批量的对象死去,少量存活,复制算法效率高一些。老年代相反,没有额外的空间进行分配担保,必须使用(1)和(3)两种算法进行。

    3、HotSpot的算法实现

    (1)虚拟机发起内存回收的过程

    A、枚举根节点

    可达性分析中从GCRoots节点找引用链,如果逐个检查会消耗非常多的时间,并且在进行分析的时间段中引用关系不能变化,所以会导致stop the world。基于以上原因,hotspot采用了一组OopMap的数据结构存放引用。

    B、安全点(Safepoint)

    关于安全点,我也没有完全理解透彻,附上一篇文章说明下:https://www.jianshu.com/p/c79c5e02ebe6

    为了解决OopMap内容变化的指令非常多,会产生大量的额外空间,所以只在特定的位置记录信息

    C、安全区域

    当线程处于Sleep阶段或者Blocked状态,这样就不能进入安全点,这时可以通过标定一块安全区域,安全区域内的代码不会改变引用关系,可以放心的进行GC,离开安全区域时,要进行Safepoint的检查

    (2)垃圾收集器(即具体怎么回收的)

    http://www.cnblogs.com/redcreen/archive/2011/05/04/2037057.html

    HotSpot虚拟机的垃圾收集器关系图

    A、Serial收集器(新生代收集器,复制算法)

    垃圾收集时必须暂停其他所有的工作线程,直到收集结束,没有线程切换的消耗,在client模式下仍然是默认的垃圾收集器的实现。可以与CMS配合使用。

    设置参数: 

            "-XX:+UseSerialGC":添加该参数来显式的使用串行垃圾收集器;

    B、ParNew收集器(新生代,多线程版本)

    可以与CMS配合使用。

    设置参数:

          "-XX:+UseConcMarkSweepGC":指定使用CMS后,会默认使用ParNew作为新生代收集器;

          "-XX:+UseParNewGC":强制指定使用ParNew;    

          "-XX:ParallelGCThreads":指定垃圾收集的线程数量,ParNew默认开启的收集线程与CPU的数量相同;

    C、Parallel Scavenge 收集器(新生代收集器,关注可控的吞吐量)

    吞吐量 = 运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间),例如总共运行100分钟,垃圾收集花掉1分钟,吞吐量为99%。

    设置参数:

    "-XX:MaxGCPauseMillis":控制最大垃圾收集停顿时间

    "-XX:GCTimeRatio":直接设置吞吐量

    "-XX:+UseAdaptiveSizePolicy":开关参数,打开之后可以自动调节堆内存的代分配比例达到最优,称为GC的自适应的调节策略,也是与ParNew收集器的一个重要区别。

    D、Serial Old收集器(老年代收集器,标记-整理算法)

    单线程的,在1.5之前跟Parallel Scavenge配合使用,在CMS发生Concurrent Mode failure时使用。

    E、Parallel Old收集器(老年代收集器,标记-整理算法)

    与Parallel Scavenge配合的老年代收集器,1.6版本之后可用。

    注重吞吐量和cpu资源敏感的场合使用。

    F、CMS收集器(老年代收集器,标记-清除算法)

    G、G1收集器

    4、内存分配与回收策略

    (1)对象优先在Eden区分配  

    例子:-Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8

    public static void main(String[] args){ byte[] a1,a2,a3,a4; int _1MB = 1048576; a1 = new byte[2 * _1MB]; a2 = new byte[2 * _1MB]; a3 = new byte[2 * _1MB]; a4 = new byte[5 * _1MB];}

    发生一次MinorGC

    (2)大对象直接进入老年代

    例子:-XX:PretenureSizeThreshold=3145728  (不能直接写3MB)

    (3)长期存活的对象将进入老年代

    虚拟机给每个对象定义一个年龄(age)计数器,如果在Eden出生并经过MinorGC仍然存活且能被Survivor容纳的话,将被移动到Survivor中,年龄设为1,在Survivor每熬过一次MinorGC,年龄增加一岁,当到一定年龄(-XX:MaxTenuringThreshold  设置此年龄),就可以晋升老年代。

    (4)动态对象年龄判定

    提前进入老年代的情况:如果Survivor中相同年龄的所有对象大小总和大于Survivor空间的一般,年龄大于或等于该年龄的对象直接进入老年代。

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