GC 学习笔记

jvm中的gc大多数说的是对堆的资源回收，那么这些资源是如何回收的呢，下面是深入java虚拟机的学习笔记。

了解GC和内存分配的意义: 当出现内存溢出或泄露时，能够排查问题。当GC成为性能的瓶颈时，可以对jvm实施监控和优化。

问题：

    1、哪些内存需要回收？

    2、什么时候回收？

    3、 如何回收？

哪些内存需要回收？

对象死了之后需要回收是毋庸置疑的，那么，什么样的对象是死的呢？

1、引用计算算法

    给对象添加一个引用计数器，有地方引用他时，引用加一，引用失效时减一，引用为零时判定对象已死。

    优点：简单明了，效率快。

    缺点： 当对象间互相引用时，无法判定为对象死了。

2、可达性分析算法

    当某个对象从‘GC Roots’无法到达时，判定为对象已死。‘GC Roots’不仅仅是一个，很多对象都可以当做‘GC Roots’，只要有一个Root可达，对象都不算死亡。

    优点： 判断更为准确。

    缺点： 需要对所有根节点进行可达性分析，效率更低（当然，这不是重要的缺点）。需要枚举出所有的根节点，这时候需要停止所有线程来获取较准确的根节点。

    'GC Roots'是一系列的根节点，主要有下面四种:

        1、虚拟机栈中的栈帧变量引用的对象

        2、方法区中的静态属性引用的对象

        3、方法区中常量引用的对象

        4、本地方法（native）引用的对象

总结：大多是GC用的都是第二种算法，但是其实对象在判定死亡后不会立马被回收，需要经过两次标记，第一次需要判断是否死亡，然后被标记为可回收，第二次判断是否死亡时，才会真正的回收。在这期间如果被引用了，该对象会复活。

什么时候回收？

为了不损耗系统的资源，一般情况下都是在内存不足的情况下进行GC，当Eden区不足以放下新对象的话，会执行Minor GC，如果老年代不足以放下升入老年代的对象时，发生Full GC ，但Full GC是非常损耗性能的，应尽量避免。   （新生代中对象的年龄一般是按照经过Minor GC 的次数来的，一次加一岁，默认十五岁进入老年代） 

如何回收？

如何回收的话就不追究各种GC的实现了，只谈谈常用的GC算法。

1、标记-清除

标记-清除算法，就是将可回收的资源进行标记，在空闲时回收这些资源。

如图，可以看到回收后内存空间已经变成一小块一小块的了，但大一点的对象来的时候并找不到对应的内存，不得不再次进行GC。

缺点： 内存不连续，无法很好的利用资源，很大可能性会造成不必要的GC。

2、复制

复制算法，将内存区域分为两部分，一次只使用一部分，对可回收资源进行标记，然后将存活对象复制到另一部分内存区域，再清空可回收资源部分的区域，实现内存连续。

缺点： 内存被分为了两部分，代价太高。

优化：研究表明，98%的新生代对象都可回收，所以将新生代分为一个Eden区和两个survivor区，默认采用8:1的内存分配，及Eden区为80%新生代内存，两个survivor区各占10%内存。每次创建对象都是在Eden区，执行一次Minor GC 都将存活对象复制到一个survivor区，即下次Eden区和该survivor区的存活对象复制到另一个survivor区。当然，很有可能有偶然情况，survivor区不足以存放存活对象，这时候由老年代来存放。

3、标记-整理

标记-整理算法，将可回收资源进行标记，将存活对象向一方移动，然后在空闲时清理边界以外的内存空间。

如图所示，整理出来的内存有很大的连续空间。

缺点： 整理是需要损耗资源的。

4、分代收集

分代收集算法，只是说之前的几种算法都各有优缺点，可以将jvm堆区域进行分代GC，可以提高性能。

整个堆区域分为新生代和老年代。由于大多数的垃圾收集器在新生代用的都是复制算法，故暂且将新生代分为Eden区和survivor区。

前面的复制算法中的优化，仅仅只是新生代可使用，因为新生代中如果无法分配内存，有老年代担着，而老年代如果无法分配内存，将没有其他地方可以放下对象了。

不同的垃圾收集器在老年代用的算法也有些不同，这需要自己去看书了。