深入JVM内核4 GC算法与种类

作者: 香沙小熊 | 来源:发表于2018-12-20 16:50 被阅读26次

    深入JVM内核 目录

    1 GC的概念

    Garbage Collection 垃圾收集
    1960年 List使用了GC
    Java中,GC的对象是堆区间和永久区

    2 GC算法

    2.1引用计数法
    • 老牌垃圾回收算法
    • 通过引用计算来回收垃圾
    • 使用者
      COM
      ActionScript3
      Python

    引用计数器的实现很简单,对于一个对象A,只要有任何一个对象引用了A,则A的引用计数器就加1,当引用失效时,引用计数器就减1。只要对象A的引用计数器的值为0,则对象A就不可能再被使用。


    引用计数法的问题
    1. 引用和去引用伴随加法和减法,影响性能
    2. 很难处理循环引用 导致资源无法释放


      引用计数法的问题
    2.2 标记-清除

    标记-清除算法是现代垃圾回收算法的思想基础。标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段:标记阶段和清除阶段。一种可行的实现是,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。因此,未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。然后,在清除阶段,清除所有未被标记的对象。


    标记-清除
    2.3 标记-压缩

    标记-压缩算法适合用于存活对象较多的场合,如老年代。它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。和标记-清除算法一样,标记-压缩算法也首先需要从根节点开始,对所有可达对象做一次标记。但之后,它并不简单的清理未标记的对象,而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后,清理边界外所有的空间

    标记-压缩
    标记压缩对标记清除而言,有什么优势呢?

    标记清除是标记完自己清除,这样的内存会容易有碎片,一般需要在做一步压缩。而标记压缩算法是标记的时候同时压缩,效率更好。

    2.3 复制算法
    • 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,每次只使用其中一块,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中,之后,清除正在使用的内存块中的所有对象,交换两个内存的角色,完成垃圾回收
    复制算法
    复制算法的最大问题是:空间浪费 整合标记清理思想
    复制算法的问题
    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。
    根据不同代的特点,选取合适的收集算法

    • 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算法总结整理
    • 引用计数 没有被Java采用
    • 标记-清除
    • 标记-压缩
    • 复制算法 新生代
    3 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finalize()中可能复活该对象
    • 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
      可以回收
    public class CanReliveObj {
        public static CanReliveObj obj;
    
        public static void main(String[] args) throws
                InterruptedException {
            obj = new CanReliveObj();
            obj = null;   //可复活
            System.out.println("第1次gc");
            System.gc();
            Thread.sleep(1000);
            if (obj == null) {
                System.out.println("obj 是 null");
            } else {
                System.out.println("obj 可用");
            }
            System.out.println("第2次gc");
    
            obj = null;
            System.gc();
            //finalize方法只会被调用一次 obj不可复活
            Thread.sleep(1000);
            if (obj == null) {
                System.out.println("obj 是 null");
            } else {
                System.out.println("obj 可用");
            }
        }
    
        @Override
        protected void finalize() throws Throwable {
            super.finalize();
            System.out.println("CanReliveObj finalize called");
            obj = this;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "I am CanReliveObj";
        }
    }
    
    第1次gc
    CanReliveObj finalize called
    obj 可用
    第2次gc
    obj 是 null
    

    经验:避免使用finalize(),操作不慎可能导致错误。
    优先级低,何时被调用, 不确定
    何时发生GC不确定
    可以使用try-catch-finally来替代它

    根的类型
    • 栈中引用的对象
    • 方法区中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
    4 Stop-The-World
    • Java中一种全局暂停的现象
    • 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时为什么会有全局停顿?

    类比在聚会时打扫房间,聚会时很乱,又有新的垃圾产生,房间永远打扫不干净,只有让大家停止活动了,才能将房间打扫干净。

    危害

    长时间服务停止,没有响应
    遇到HA系统,可能引起主备切换,严重危害生产环境。

    特别感谢

    深入JVM内核—原理、诊断与优化

    相关文章

      网友评论

        本文标题:深入JVM内核4 GC算法与种类

        本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/yjkehqtx.html