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没有任何引用指向的一个对象或者多个对象#xff08;循环引用#xff09;#xff0c;就是垃圾
1.1 Java与C对于垃圾处理的区别
Java GC处理垃圾 开发效率高#xff0c;执行效率低C 手动处理垃圾 忘记回收 - 会导致内存泄漏 回收多…1. 什么是garbage垃圾
没有任何引用指向的一个对象或者多个对象循环引用就是垃圾
1.1 Java与C对于垃圾处理的区别
Java GC处理垃圾 开发效率高执行效率低C 手动处理垃圾 忘记回收 - 会导致内存泄漏 回收多次 - 会造成非法访问 开发效率低执行效率高
2. 怎么定位垃圾
Java堆中存放着几乎所有的对象实例垃圾回收器在堆进行垃圾回收前首先要判断这些对象那些还存活哪些成为了”垃圾“。定位“垃圾”有如下算法 1引用计数法ReferenceCount 2根可达算法(RootSearching)
2.1 引用计数法ReferenceCount
引用计数法描述的算法为给对象增加一个引用计数器每当有一个地方引用它时计数器就1当引用失效时计数器就-1任何时刻计数器为0的对象就是不能再被使用的成为“垃圾”。
引用计数法实现简单判定效率也比较高在大部分情况下都是一个比较好的算法。比如Python语言就是采用的引用计数法来进行内存管理的。
但是在主流的JVM中没有选用引用计数法来管理内存最主要的原因是 引用计数法无法解决对象的循环引用问题。
2.2 根可达算法(RootSearching)
Java并不采用引用计数法来判断对象是否已成为“垃圾”而采用“根可达算法”来判断对象是否存活同样采用此法的还有C#、Lisp-最早的一门采用动态内存分配的语言。
此算法的核心思想通过一系列称为“GC roots”的对象作为起始点从这些节点开始向下搜索搜索走过的路径称为“引用链”当一个对象到 GC roots 没有任何的引用链相连时(从 GC roots 到这个对象不可达)时证明此对象不可用是垃圾。
哪些实例可以作为GC roots?
JVM stack Java 虚拟机栈栈帧中的本地变量表引用的对象native method stack 本地方法栈中引用的对象run-time constant 运行时常量池static references in method area 方法区中静态变量引用的对象
如图:
3. GC Algorithms 垃圾回收算法
对存活对象和垃圾对象进行区分之后就需要进行回收了垃圾回收算法有以下3种
Mark-Sweep 标记清除Copying复制Mark-Compact标记压缩 或 标记整理
3.1 Mark-Sweep 标记清除
“标记清除”算法是最基础的回收算法。算法分为标记和清除两个阶段首先标记出所有需要回收的对象在标记完成后统一回收所有被标记的对象(标记过程使用根可达算法)。后续的回收算法都是基于这种思路并对其不足加以改进而已。
“标记清除”算法的不足主要有两个
效率问题标记和清除这两个过程的效率都不高空间问题标记清除后会产生大量不连续的内存碎片空间碎片太多可能会导致以后在程序运行中需要分配较大对象时无法找到足够连续内存而不得不提前触发另一次垃圾回收。 3.2 Copying复制
“复制”算法是为了解决“标记清除”的效率问题。它将可用内存按容量划分为大小相等的两块每次只使用其中一块。当这块内存需要进行垃圾回收时会将此区域还存活着的对象复制到另一块上面然后再把已经使用过的内存区域一次清理掉。这样做的好处是每次都是对整个半区进行内存回收内存分配时也就不需要考虑内存碎片等的复杂情况只需要移动堆顶指针按顺序分配即可。
此算法实现简单运行高效不足之处是占用内存多。
3.3 Mark-Compact标记压缩
复制回收算法在对象存活率较高时会进行比较多的复制操作效率会变低。因此在老年代一般不能使用复制算法。
针对老年代的特点提出了一种“标记整理算法”。标记过程仍与“标记清除”过程一致但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理而是让所有存活对象向一端移动然后直接清理掉边界以外的内存。
好处是能整理出连续的内存不会产生碎片方便对象分配也不会将可用内存减半 不足要扫描两次还要移动对象效率偏低。 4. JVM逻辑分代模型用于分代垃圾回收算法
这是部分垃圾回收器使用的模型 除Epsilon ZGC Shenandoah之外的GC都是使用逻辑分代模型 G1是逻辑分代物理不分代 除此之外不仅逻辑分代而且物理分代 分代垃圾回收算法并没有新思想只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。 一般是把Java堆分为新生代和老年代。在新生代中每次垃圾回收都有大批对象被回收只有少量存活因此采用复制算法而老年代中对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保就必须采用标记清理或者标记压缩算法。
现在的商用虚拟机(包括HotSpot)都是采用这种收集算法来回收新生代 新生代中98%的对象都是朝生夕死的所以并不需要按照1 : 1的比例来划分内存空间而是将内存(新生代内存)分为一块较大的Eden(伊甸园)空间和两块较小的Survivor(幸存者)空间每次使用Eden和其中一块Survivor两个Survivor区域一个称为From区另一个称为To区域。当回收时将Eden和Survivor中还存活的对象一次性复制到另一块Survivor空间上最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间。 当Survivor空间不够用时需要依赖其他内存(老年代)进行分配担保。 HotSpot默认Eden与Survivor的大小比例是8 : 1也就是说Eden:Survivor From : Survivor To 8:1:1。所以每次新生代可用内存空间为整个新生代容量的90%,而剩下的10%用来存放回收后存活的对象。
4.1 对象从出生到消亡
对象会首先分配到stack栈中如果栈中分配不下了会分配到Eden区中。Eden区进行垃圾回收后存活对象被复制到s1区清空Eden区。当触发第二次垃圾回收时将Eden区、s1区存活对象复制到s2区清空eden和s1…
如此循环进行对象被复制一次年龄加1当Survivor区对象的复制年龄超过限制时进入Old区。
通过参数-XX:MaxTenuringThreshold配置对象被复制的最大次数。
对象什么时候进入老年代 对象头mark word有4位是记录对象年龄的4位二进制最大是15也就是说年龄最大为15
超过XX:MaxTenuringThreshold指定次数(YGC) Parallel Scavenge回收器 15CMS回收器 6G1回收器 15 动态年龄 s1 -- s2 超过50%把年龄最大的放入old
4.1.1 对象的分配 栈上分配 线程私有小对象无逃逸(只在某代码段中使用)支持标量替换(用普通类型属性代替对象)优化时无需调整 线程本地分配TLAB(Thread Local Allocation Buffer) 占用eden默认1%(为避免对象分配时进行空间争用线程同步影响效率每个线程独占eden区1%的空间)多线程时不用竞争eden就可以申请空间提高效率小对象优化时无需调整 老年代 大对象
对象分配过程总结
eden
4.2 GC概念
