柚子快報邀請碼778899分享：JVM 垃圾回收分配及算法

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一、判斷對象是否可以回收

垃圾收集器在做垃圾回收的時候，首先需要判定的就是哪些內(nèi)存是需要被回收 的，哪些對象是「存活」的，是不可以被回收的；哪些對象已經(jīng)「死掉」了，需 要被回收。 一般有兩種方法來判斷：

????????引用計數(shù)器法：為每個對象創(chuàng)建一個引用計數(shù)，有對象引用時計數(shù)器 +1，引用被釋放時計數(shù) -1，當計數(shù)器為 0 時就可以被回收。它有一個缺點不能解決循環(huán)引用的問題；

????????可達性分析算法：從 GC Roots 開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為引用鏈。 當一個對象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連時，則證明此對象是可以被回收的。

二、堆空間分配年輕代老年代及對應(yīng)回收算法

堆主要用于存放各種類的實例對象和數(shù)組。在java中被分為兩個區(qū)域：年輕代和老年代。?

年輕代和老年代的劃分是為了更好的內(nèi)存分派及回收。提高效率。堆是垃圾回收機制的重點區(qū)域。我們知道垃圾回收機制有三種，minor gc，major gc 和full gc。針對于堆的就是前兩種。年輕代的叫 minor gc，老年代的叫major gc。?

1. 年輕代

年輕代中存在的對象是死亡非常快的，存在朝生夕死的情況。尺寸隨堆大小的增加和減少而相應(yīng)的變化，默認值是保持為堆的1/15。所以為了提高年輕代的垃圾回收效率，又將年輕代劃分為三個區(qū)域：?Eden區(qū)、SurvivorFrom區(qū)、SurvivorTo區(qū)。

eden和survivor默認比例是8:1:1，進行垃圾回收采用的是分代復制算法（優(yōu)點是避免內(nèi)存碎片）。新創(chuàng)建的對象都會被分配到Eden區(qū)(如果該對象占用內(nèi)存非常大，則直接分配到老年代區(qū))，當Eden區(qū)內(nèi)存不夠的時候就會觸發(fā)MinorGC（Survivor滿不會引發(fā)MinorGC，而是將對象移動到老年代中），?每次新生代的使用，會是eden區(qū)和一塊survivor區(qū)。當我們進行垃圾回收的時候，清除正在使用的區(qū)域，將其中的存貨對象，放入到另一個survivor區(qū)域，并進行整理，保證空間的連續(xù)。如果對象長時間存活，則將對象移動到老年區(qū)?！癋rom”區(qū)和“To”區(qū)互換角色，原Survivor To成為下一次GC時的Survivor From區(qū), 總之，GC后，都會保證Survivor To區(qū)是空的。存活下來的對象，他的年齡會增長1。當對象的年齡一次次存活，一次次增長，到達15的時候，這些對象就會移步到老年代。在年輕代執(zhí)行g(shù)c的時候，如果老年代的連續(xù)空間小于新生代對象的總大小，就會觸發(fā)一次full gc。是為了給新生代做擔保，保證新生代的老年對象可以順利的進入到老年代的內(nèi)存區(qū)。

2. 老年代

隨著Minor GC的持續(xù)進行，老年代中對象（年齡大于15的對象）也會持續(xù)增長，導致老年代的空間也會不夠用，最終會執(zhí)行Major GC（或full gc）（MajorGC 的速度比 Minor GC 慢很多很多，據(jù)說10倍左右），full gc會包含年輕代的gc。但老年代只要執(zhí)行g(shù)c就一定是full gc。full gc使用的算法是：標記清除（回收）算法或標記壓縮算法。

標記無用對象，然后進行清除回收。 標記-清除算法（Mark-Sweep）是一種常見的基礎(chǔ)垃圾收集算法，當進行標記清除時，會停止整個程序（stop the world），它將垃圾收集分為兩個階段：

????????標記階段：從根節(jié)點開始遍歷，標記所有被引用的對象，一般在對象的header中標記為可達對象。

????????清除階段：collector對堆內(nèi)存從頭到尾進行線性遍歷，如果發(fā)現(xiàn)某個對象的header沒有標記為可達對象，則回收?。這里的回收是把對象的地址保存在空閑的地址列表中（內(nèi)存分配），下次對象需要加載時，判斷垃圾的位置空間是否夠，如果夠就存放覆蓋原有的地址。

優(yōu)點：實現(xiàn)簡單，不需要對象進行移動。

缺點：標記、清除過程效率低，產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，提高了垃圾回收的頻率。?

3.?永久代（元空間）

在Java8中，永久代已經(jīng)被移除，被一個稱為“元數(shù)據(jù)區(qū)”（元空間，Metaspace）的區(qū)域所取代。 值得注意的是：元空間并不在虛擬機中，而是使用本地內(nèi)存（之前，永久代是在jvm中）。這樣，解決了以前永久代的OOM問題，元數(shù)據(jù)和class對象存在永久代中，容易出現(xiàn)性能問題和內(nèi)存溢出，畢竟是和老年代共享堆空間。java8后，永久代升級為元空間獨立后，也降低了老年代GC的復雜度。

元空間也是對java虛擬機的方法區(qū)的一種實現(xiàn)。元空間與永久代最大的區(qū)別在于，元空間不在虛擬機中，使用本地內(nèi)存。通過配置如下參數(shù)可以更改元空間的大小。 ????????-XX:MetaspaceSize：初始空間的大小。達到該值就會觸發(fā)垃圾收集進行類型卸載，同時GC會對該值進行調(diào)整：如果釋放了大量的空間，就適當降低該值；如果釋放了很少的空間，那么在不超過MaxMetaspaceSize時，適當提高該值。 ????????-XX:MaxMetaspaceSize，最大空間，默認是沒有限制的。 永久代的回收會隨著full gc進行移動，消耗性能。每種類型的垃圾回收都需要特殊處理元數(shù)據(jù)。將元數(shù)據(jù)剝離出來，簡化了垃圾收集，提高了效率。

三、其他垃圾回收算法

1.?復制算法（年輕代使用）

為了解決標記-清除算法的效率不高的問題，產(chǎn)生了復制算法。它把內(nèi)存空間劃為兩個相等的區(qū)域，每次只使用其中一個區(qū)域。垃圾收集時，遍歷當前使用的區(qū)域，把存活對象復制到另外一個區(qū)域中，最后將當前使用的區(qū)域的可回收的對象進行回收。

優(yōu)點：按順序分配內(nèi)存即可，實現(xiàn)簡單、運行高效，不用考慮內(nèi)存碎片。

缺點：可用的內(nèi)存大小縮小為原來的一半，對象存活率高時會頻繁進行復制。

2. 標記-整理算法（標記壓縮算法）

在新生代中可以使用復制算法，但是在老年代就不能選擇復制算法了，因為老年代的對象存活率會較高，這樣會有較多的復制操作，導致效率變低。標記-清除算法可以應(yīng)用在老年代中，但是它效率不高，在內(nèi)存回收后容易產(chǎn)生大量內(nèi)存碎 片。因此就出現(xiàn)了一種標記-整理算法（Mark-Compact）算法，與標記-清除算法不同的是，在標記可回收的對象后將所有存活的對象壓縮到內(nèi)存的一端，使他們緊湊的排列在一起，然后對端邊界以外的內(nèi)存進行回收?；厥蘸?，已用和未用的內(nèi)存都各自一邊。

優(yōu)點：解決了標記-清理算法存在的內(nèi)存碎片問題。

缺點：仍需要進行局部對象移動，一定程度上降低了效率。

參考：

JVM年輕代，老年代，永久代詳解 - 經(jīng)典雞翅 - 博客園 (cnblogs.com)

jvm之年輕代（新生代）、老年代、永久代以及GC原理詳解_老年代空間多大-CSDN博客

柚子快報邀請碼778899分享：JVM 垃圾回收分配及算法

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