美文网首页
05.浅谈JVM 垃圾回收器

05.浅谈JVM 垃圾回收器

作者: 骑着红驴逛青楼 | 来源:发表于2018-08-20 16:04 被阅读0次

    什么是垃圾收集器?有什么作用?

    java同C,C++相比有一个显著区别,就是java中自带垃圾回收器,这样创建的java对象所有占用的内存就不需要java开发人员自己关心去释放内存!而C++开发人员需要自己手动释放!

    垃圾回收器常用的算法及实验原理

    1.引用计数法 (Reference Counting)

    实现原理就是每个对象都有一个自己的计数器,当有一个变量引用时,计数器就会加1,失去引用就会减1;正如对象A有三个变量引用他,所以计数器就为3;

    缺点:当对象之间互相引用时,会导致垃圾对象不能进行回收,内存空间无法释放!

    如图:

    如果对象A,B没有其他别的对象引用,A,B就成为了垃圾对象,但是由于互相引用在垃圾收集时还无法回收掉;这样就导致A,B对象一直无法释放所占用的内存!

    2.标记-清除算法 (Mark-Sweep)

    实现原理就是在垃圾收集之前,先对内存中的对象进行标记(有引用或无引用),然后对无引用的对象进行清除~

    缺点:由于清除不能保证是连续清除,所以在清除对象后会产生大量的碎片;就好比裁缝做衣服,如果没有合理的规划裁剪布料,就导致剩下的碎布料什么也做不了了,就浪费了~~~生活中的道理都是大同小异~O(∩_∩)O哈哈~我太聪明了!!!

    3.标记-压缩算法 (Mark-Compact)

    原理和标记,清除差不多,唯一的不同的就是标记清除不会产生碎片嘛?这个又多做了一步,对内存空间又重新进行了整理,这样就导致碎片空间变成整块的空间了~

    4.复制算法 (Copying)

    可能你看到这里,你会有一个疑问,为啥给分来了???对~这个就是复制算法的特点,首先他会把内存分成两半,然后用其中的一半,当垃圾回收时会把有引用的对象复制到另一半内存中(在复制期间还可以重新调整空间,不会产生碎片空间),然后把之前用的那一半内存直接释放出来~

    缺点:就是可用内存变小了~因为他分成了两半~~~~

    5.增量算法 (Incremental Collecting)

    在垃圾回收过程中,应用软件将处于一种 CPU 消耗很高的状态。在这种 CPU 消耗很高的状态下,应用程序所有的线程都会挂起,暂停一切正常的工作,等待垃圾回收的完成。如果垃圾回收时间过长,应用程序会被挂起很久,将严重影响用户体验或者系统的稳定性。

    增量算法的基本思想是,如果一次性将所有的垃圾进行处理,需要造成系统长时间的停顿,那么就可以让垃圾收集线程和应用程序线程交替执行。每次,垃圾收集线程只收集一小片区域的内存空间,接着切换到应用程序线程。依次反复,直到垃圾收集完成。使用这种方式,由于在垃圾回收过程中,间断性地还执行了应用程序代码,所以能减少系统的停顿时间。但是,因为线程切换和上下文转换的消耗,会使得垃圾回收的总体成本上升,造成系统吞吐量的下降;

    6.分代 (Generational Collecting)

    根据垃圾回收对象的特性,不同阶段最优的方式是使用合适的算法用于本阶段的垃圾回收,分代算法即是基于这种思想,它将内存区间根据对象的特点分成几块,根据每块内存区间的特点,使用不同的回收算法,以提高垃圾回收的效率。以Hot Spot虚拟机为例,它将所有的新建对象都放入称为年轻代的内存区域,年轻代的特点是对象会很快回收,因此,在年轻代就选择效率较高的复制算法。当一个对象经过几次回收后依然存活,对象就会被放入称为老生代的内存空间。在老生代中,几乎所有的对象都是经过几次垃圾回收后依然得以幸存的。因此,可以认为这些对象在一段时期内,甚至在应用程序的整个生命周期中,将是常驻内存的。如果依然使用复制算法回收老生代,将需要复制大量对象。再加上老生代的回收性价比也要低于新生代,因此这种做法也是不可取的。根据分代的思想,可以对老年代的回收使用与新生代不同的标记-压缩算法,以提高垃圾回收效率。

    从不同角度分析垃圾收集器,可以将其分为不同的类型

    1. 按线程数分,可以分为串行垃圾回收器和并行垃圾回收器。串行垃圾回收器一次只使用一个线程进行垃圾回收;并行垃圾回收器一次将开启多个线程同时进行垃圾回收。在并行能力较强的 CPU 上,使用并行垃圾回收器可以缩短 GC 的停顿时间。

    2.按照工作模式分,可以分为并发式垃圾回收器和独占式垃圾回收器。并发式垃圾回收器与应用程序线程交替工作,以尽可能减少应用程序的停顿时间;独占式垃圾回收器(Stop the world) 一旦运行,就停止应用程序中的其他所有线程,直到垃圾回收过程完全结束。

    3. 按碎片处理方式可分为压缩式垃圾回收器和非压缩式垃圾回收器。压缩式垃圾回收器会在回收完成后,对存活对象进行压缩整理,消除回收后的碎片;非压缩式的垃圾回收器不进行这步操作。

    4. 按工作的内存区间,又可分为新生代垃圾回收器和老年代垃圾回收器。

    用以下指标评价一个垃圾处理器的好坏

    吞吐量:指在应用程序的生命周期内,应用程序所花费的时间和系统总运行时间的比值。系统总运行时间=应用程序耗时+GC 耗时。如果系统运行了 100min,GC 耗时 1min,那么系统的吞吐量就是 (100-1)/100=99%。

    垃圾回收器负载:和吞吐量相反,垃圾回收器负载指来记回收器耗时与系统运行总时间的比值。

    停顿时间:指垃圾回收器正在运行时,应用程序的暂停时间。对于独占回收器而言,停顿时间可能会比较长。使用并发的回收器时,由于垃圾回收器和应用程序交替运行,程序的停顿时间会变短,但是,由于其效率很可能不如独占垃圾回收器,故系统的吞吐量可能会较低。

    垃圾回收频率:指垃圾回收器多长时间会运行一次。一般来说,对于固定的应用而言,垃圾回收器的频率应该是越低越好。通常增大堆空间可以有效降低垃圾回收发生的频率,但是可能会增加回收产生的停顿时间。

    反应时间:指当一个对象被称为垃圾后多长时间内,它所占据的内存空间会被释放。

    堆分配:不同的垃圾回收器对堆内存的分配方式可能是不同的。一个良好的垃圾收集器应该有一个合理的堆内存区间划分。

    JVM 垃圾回收器分类

    新生代串行收集器

    老年代串行收集器

    并行收集器

    新生代并行回收 (Parallel Scavenge) 收集器

    老年代并行回收收集器

    CMS 收集器

    G1 收集器 (Garbage First)

    以上收集器的特点与介绍请看原博客(已经写的很屌了):https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-JVMGarbageCollection/

    参考博客:https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-JVMGarbageCollection/

    以上是我在看完原作者博客的基础上,基于我的理解画了一些流程图,方便别人理解~不对之处还请批评指正!!!还有一些知识点我这里没有写,想了解更多也请看原作者博客~~~

    相关文章

      网友评论

          本文标题:05.浅谈JVM 垃圾回收器

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