JVM垃圾回收

JVM垃圾回收

内存结构

要想理解jvm的垃圾回收机制，必须先知道java虚拟机的内存结构。

1. 程序计数器
   程序计数器是一块较小的内存空间，你可以把它看成是当前线程所执行字节码文件的行号指示器。它存在的主要意义就是，在切换回当前线程时可以恢复到切换之前的状态。它也是java虚拟机中唯一没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

2. java虚拟机栈
   这个区域是线程私有的，主要用来存放基础类型如int，对象的引用（注意不是对象本身），局部变量。
   在Java虚拟机规范中，对这个区域 规定了 两种 异常 状况： 如果 线程 请求 的 栈 深度 大于 虚拟 机 所 允许 的 深度， 将 抛出 StackOverflowError 异常； 如果 虚拟 机 栈 可以 动态 扩展， 如果 扩展 时 无法 申请 到 足够 的 内存， 就会 抛出 OutOfMemoryError 异常。

3. 本地方法栈
   和虚拟机栈一样，只不过主要针对native方法。

4. java堆
   java堆是java虚拟机管理内存中最大的一块，它的目的是管理对象内存的分配，所以垃圾回收主要集中在堆中。它是线程共享的。

5. 方法区
   方法区和堆一样，也是各个线程共享的。它主要存储类信息、常量、以及静态变量、及时编译的代码。

程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈这几块内存区域，随线程而生，随线程而灭，因此这几块区域不需要内存回收并不需要担心。
而堆和方法区中的对象都是运行时创建的，对象创建和回收都需要进行管理。

如何识别垃圾对象

要想进行垃圾回收，识别出“垃圾”很重要。在jvm中使用的是可达性分析算法进行识别。它主要是通过一个对象是否在gcRoots对象的引用链中来确定对象是否需要回收的。而GcRoot主要包括：栈帧中的变量（方法中的局部变量）、方法区中的常量、方法区中的静态变量、jni中引用的对象。

垃圾回收算法

识别出内存中无用对象以后，就需要进行清理，主要的垃圾回收算法主要有三种。

1. 标记-清理算法
   这种算法主要是先标记出无用对象，在一次性清理掉他们。这种算法有两大弊端，首先效率上标记和清理都不算高效操作，第二内存上，这样会产生大量的不连续内存，空间利用率不高

2. 复制算法
   这种算法将内存分为两块，每次垃圾回收时将有用内存移入另一块内存中，然后清空这一侧的内存。这种算法，浪费了一半的内存空间。

3. 标记-整理算法
   这种算法标记过程和标记清理算法很像，但是在清理时会将存活对象都像一段移动，然后直接清理掉端边界以外的内存空间。

4. 分代回收算法
   该算法，将内存分为年轻代和老年代，针对他们不同的特点采用不同回收算法，在年轻代中大部分对象都是朝生夕死，因此采用复制算法，将内存分为eden区和两块survivor区，一般按8：1：1的比例分配，内存分配主要在eden区和其中一块survivor区中，当进行垃圾回收时，将存活内存移至另一块survivor区中，当另一块survivor区内存不够时，会临时存入老年代中。在老年代中的对象都死生命周期很长的，因此采用标记清理或标记整理算法进行垃圾回收。