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一、GC的工作区域
1、不是GC的工作区域 (1)程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈三个区域是线程私有的GC, 我们需要考虑三件事情哪些内存需要回收如何判断是垃圾对象垃圾回收算法有哪些
一、GC的工作区域
1、不是GC的工作区域 (1)程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈三个区域是线程私有的随线程生而生随线程灭而灭 (2)栈中的栈帧随着方法的进入和退出而进行入栈和出栈操作每个栈帧中分配多少内存基本上是在类结构确定下来时就已知的因此这几个区域的内存分配和回收都具有确定性。
在这几个区域不需要过多考虑回收的问题因为方法结束或线程结束时内存自然就跟随着回收了。
2、GC的工作区域哪些内存需要GC回收
(1)垃圾回收重点关注的是堆和方法区部分的内存。 因为一个接口中的多个实现类需要的内存可能不一样一个方法的多个分支需要的内存也可能不一样我们只有在程序处于运行期间才能知道会创建哪些对象这部分内存的分
配和回收都是动态的所以垃圾回收器所关注的主要是这部分的内存。 二、垃圾对象的判定
Java堆中存放着几乎所有的对象实例垃圾收集器对堆中的对象进行回收前要先确定这些对象是否还有用哪些还活着。对象死去的时候才需要回收。
1、引用计数法 引用计数法的逻辑是在堆中存储对象时在对象头处维护一个counter计数器如果一个对象增加了一个引用与之相连则将counter。
如果一个引用关系失效则counter–。如果一个对象的counter变为0则说明该对象已经被废弃不处于存活状态。
优点 1)可即刻回收垃圾每个对象都知道自己的被引用数当counter为0时对象就会把自己作为空闲空间连接到空闲链表也就是在对象变成垃圾的同时就会被回收. 2最大暂停时间短每次通过指向mutator生成垃圾时这部分垃圾都会被回收大幅削减了mutator的最大暂停时间。
缺点 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
2、可达性分析算法 这种算法的基本思路是通过一系列名为“GC Roots”的对象作为起始点从这些节点开始向下搜索搜索所走过的路径称为引用链当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时就证明此对象是不可用的。
Java语言是通过可达性分析算法来判断对象是否存活的。 在Java语言里可作为GC Roots的对象包括下面几种 (1)虚拟机栈栈帧中的本地变量表中引用的对象。 (2)方法区中的类静态属性引用的对象。 (3)方法区中的常量引用的对象。 (4)本地方法栈中JNINative方法的引用对象。 三、垃圾回收算法
1、标记-清除算法
简单来说有两个步骤标记、清除。 (1). 标记阶段找到所有可访问的对象做个标记 (2). 清除阶段遍历堆把未被标记的对象回收 缺 点 (1)因为涉及大量的内存遍历工作所以执行性能较低这也会导致“stop the world”时间较长java程序吞吐量降低 (2)对象被清除之后被清除的对象留下内存的空缺位置会造成内存不连续空间浪费。
2、标记整理(压缩)算法
标记-整理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。 (1)、标记阶段它的第一个阶段与标记/清除算法是一模一样的。 (2)、整理阶段移动所有存活的对象且按照内存地址次序依次排列然后将末端内存地址以后的内存全部回收。 上图中可以看到标记的存活对象将会被整理按照内存地址依次排列而未被标记的内存会被清理掉。如此一来当我们需要给新对象分配内存时JVM只需要持有一个内存的起始地址即可这比维护一个空闲
列表显然少了许多开销。
优点 标记/整理算法不仅可以弥补标记/清除算法当中内存区域分散的缺点也消除了复制算法当中内存减半的高额代价。
缺点 标记/整理算法唯一的缺点就是效率也不高。不仅要标记所有存活对象还要整理所有存活对象的引用地址。从效率上来说标记/整理算法要低于复制算法。
3、复制算法 复制算法简单来说就是把内存一分为二但只使用其中一份在垃圾回收时将正在使用的那份内存中存活的对象复制到另一份空白的内存中最后将正在使用的内存空间的对象清除完成垃圾回收。 优点 复制算法使得每次都只对整个半区进行内存回收内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况只要移动堆顶指针按顺序分配内存即可实现简单运行高效。 缺点 复制算法的代价是将内存缩小为原来的一半这个太要命了。
注意重要 现在的虚拟机使用复制算法来进行新生代的内存回收。因为在新生代中绝大多数的对象都是“朝生夕亡”所以不需要将整个内存分为两个部分而是分为三个部分一块为Eden伊面区和两块较小的
Survivor幸存区空间(默认比例-8:1:1)。每次使用Eden和其中的一块Survivor垃圾回收时候将上述两块中存活的对象复制到另外一块Survivor上同时清理上述Eden和Survivor。所以每次新生代就可以使用90%
的内存。只有10%的内存是浪费的。(不能保证每次新生代都少于10%的对象存活当在垃圾回收复制时候如果一块Survivor不够时候需要老年代来分担大对象直接进入老年代)
总的来讲复制算法不适用于存活对象较多的场合如老年代复制算法适合做新生代的GC 4、三种算法总结
相同点 (1)三个算法都基于根搜索算法去判断一个对象是否应该被回收而支撑根搜索算法可以正常工作的理论依据就是语法中变量作用域的相关内容。 (2)在GC线程开启时或者说GC过程开始时它们都要暂停应用程序stop the world。
区别
三种算法比较 效率复制算法标记-整理算法标记-清除算法 内存整齐度复制算法标记-整理算法标记-清除算法 内存利用率标记-整理算法标记-清除算法复制算法 5、分代收集算法 首先这不是一种新算法它是一种思想。现在使用的Java虚拟机并不是只是使用一种内存回收机制而是分代收集的算法。就是将内存根据对象存活的周期划分为几块。一般是把堆分为新生代、和老年代。短命对
象存放在新生代中长命对象放在老年代中。 这个图是我拷贝来的但要记住java8以后已经没有永久区了之前永久区存放的东西基本上放到了元空间中。
对于不同的代采用不同的收集算法 新生代由于存活的对象相对比较少因此可以采用复制算法该算法效率比较快。 老年代由于存活的对象比较多哈可以采用标记-清除算法或是标记-整理算法。
参考 1、Java垃圾回收GC机制详解 2、深入理解JVMJava垃圾收集
