Java 垃圾回收之垃圾回收算法
1、对象被判断为垃圾的标准
没有被其它对象引用
2、判断对象是否为垃圾的算法
1)引用计数算法
2)可达性分析算法
3、引用计数算法
1) 通过判断对象的引用数量来决定对象是否可以被回收
2)每个对象实例都有一个引用计数器,被引用则+1, 完成引用则-1
3) 任何引用计数为0的对象实例可以被当作垃圾收集
4、引用计数算法优缺点
优点: 执行效率高,程序执行受影响较小
缺点: 无法检测出循环引用的情况,导致内存泄露。(如父对象引用子对象,子对象中引用父对象,引用计数永远不可能为0)
5、可达性分析算法
通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收。
6、什么对象可以作为GC Root对象
1) 虚拟机栈中的引用的对象(栈桢中的本地变量表)
2) 方法区中的常量引用的对象
3)方法区中的类静态属性引用的对象
4)本地方法栈中JNI(Native方法)的引用对象
5)活跃线程的引用对象
7、垃圾回收算法
1) 标记-清除算法(Mark and Sweep)
标记: 从根集合进行扫描,对存活的对象进行标记
清除: 对堆内存从头到尾进行线性遍历,回收不可达对象内存
缺点: 容易造成碎片化
如上图,Sweep后,有三个不连续的内存,如果要分配的对象比较大(比如有占用三个),就无法分配到刚才Sweep的区域。
2)复制算法(Copying)(适用对象存活率低的场景)
分为对象面和空闲面
对象在对象面上创建
存活的对象被对象面复制到空闲面
将对象面所有对象内存清除
复制算法:
解决碎片化问题
顺序分配内存,简单高效
适用于对象存活率低的场景
3) 标记-整理算法(Compacting)
标记: 从根集合进行扫描,对存活的对象进行标记
清除: 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。
4) 分代收集算法(Generational)
垃圾回收算法的组合拳
按照对象生命周期的不同划分区域以采用不同的垃圾回收算法
目的:提高JVM的回收效率
jdk6,jdk7
Jdk8及其以后的版本
GC的分类
Minor GC
Full GC
年轻代: 尽可能快速地收集掉那些生命周期短的对象
Eden区(为什么叫Eden去,伊甸园,人类的起源)
两个Survivor区(from和to)
年轻代垃圾回收过程演示
1、假设每个对象的大小是一样的。Eden最多能保存4个对象, S0最多能保存3个,S1最多能保存3个
2、当Eden被四个对象占满。 就会触发一次Minor GC
3、里面还有一块绿色是存活的,就会被复制到其中一块Survivor区。如S0
4、 之后Eden区被清除,这就是首次Minor GC的过程
5、接着我们假设Eden区被填满了。此时又会触发一次Minor GC
6、测试将Eden和S0的存活对象拷贝到S1区。同时对对象的年龄+1。S1从to区变成了from区。S0则从to区变成了from区
7、拷贝完成后,Eden区和S0区都会被清空。
这样就完成了第二次Minor GC。
8、之后假设Eden区又满了。触发第三次Minor GC。这时候假设S1中有一个无用对象,需要被清除。
9、需要将Eden区和S1区的存活对象拷贝到S0中。同时各自存活对象的年龄+1
10、拷贝完成后Eden和S1区被清空
周而复始,对象在Survivor区每经过一次Minor GC,其年龄就会被+1,当对象的年龄达到某个值时,(默认是15,也可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold进行调整),这些对象会成为老年代。但这也不是一定的,对与一个要分配较大连续内存的对象,比如Eden区和Survivor都装不下,就会进入老年代。
Minor GC使用复制算法,在进行内存分配时,不需要考虑内存碎片等复杂情况。
在分代收集算法中,对象如何晋升到老年代
经历一定Minor次数依然存活的对象
Survivor区中或Eden区中放不下的对象
新生成的大对象(通过-XX:+PretenuerSizeThreshold 控制大对象的大小)
常用的调优参数
-XX:SurvivorRatio : Eden和Survivor的比值,默认8:1
-XX:NewRatio: 老年代和年轻代内存大小的比例。 如值为2 新生代是老年代的2倍,即新生代占据内存的1/3 那新生代和老年代总大小是如何决定的,就是-XMX决定
-XX:MaxTenuringThreshold: 对象从年轻代晋升到老年代经过GC次数的最大阈值。
老年代: 存放生命周期较长的对象
老年代的内存比新生代的内存大,大概的比例一般是2:1
使用算法有:
标记-清理算法
标记-整理算法
老年代:Full GC和Major GC
当触发老年代的垃圾回收时,通常会伴随着对新生代的堆内存的回收.这就是所谓的Full GC
Major GC通常是和Full GC是等价的。
Full GC比Minor GC慢,但执行频率低
触发Full GC的条件
1、老年代空间不足
2、永久代空间不足(针对JDK 7 以及以前的版本)。这就是为什么用元空间代替永久代的原因,目的是降低Full GC的频率,减少GC的负担,提升效率。
3、CMS GC时出现promotion failed, concurrent mode failure.
4、Minor GC晋升到老年代的平均大小大于老年代的剩余空间。
5、调用System.gc()
6、使用RMI来进行远程RPC或管理的JDK应用,每小时执行1次Full GC
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