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垃圾回收

发布时间 2023-07-24 17:37:10作者: pr1s0n

如何判断对象可以回收

可达性分析算法

根对象：肯定不能被回收的对象

  • Java虚拟机中的垃圾回收器采用可达性分析来探索所有存活的对象
  • 扫描堆中的对象，看是否能够沿着GC ROOT为起点的引用链找到该对象，找不到则代表可以回收

哪些对象可以作为GC ROOT

  • 在虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象，比如各个线程被调用的方法堆栈中使用到的参数、局部变量、临时变量等
  • 在方法区中类静态属性引用的变量、比如Java类的引用类型静态变量
  • 在方法区中常量引用的对象，比如String Table中的引用
  • 在本地方法栈中JNI（即通常说哦Native方法）引用的对象
  • Java虚拟机内部的引用，如基本数据类型对应的CLass对象，一些常驻的异常对象（如空指针异常、缓冲区溢出）等，还有系统类加载器
  • 所有被同步锁（synchronized关键字）持有的对象
  • 反应Java虚拟机内部情况的JMXBean、JVMTI中注册的回调、本地代码缓存等

五种引用

  • 软引用
  • 强引用
  • 弱引用
  • 虚引用
  • 终结器引用
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实线：强引用 虚线：软弱虚终结器引用

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虚引用：

虚引用对象在被回收时，虚引用自己会被放入引用队列，因为ByteBuffer可以被回收，但是它创建的直接内存不是Java虚拟机中的内存，所以无法直接被回收。

当虚引用对象放入引用队列后，间接调用虚引用Cleanner直接内存地址，使用Unsafe.freeMemory方法释放直接内存占用。

终结器引用：

当没有强引用引用A4对象时，终结器引用加入引用队列，引用队列中有一个优先级很低的finallizeHandle线程，在某个时机轮到它运行之后调用未被回收的对象，再下一次垃圾回收时将其回收，因此这种方法垃圾回收效率并不高。

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垃圾回收算法

标记清除（Mark Sweep）

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优点：速度快

缺点：不连续，内存碎片多

标记整理（Mark Compact）

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优点：没有内存碎片

缺点：效率较低

复制（Copy）

大小相等两块内存区域

从from复制到to

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交换位置

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优点：不会有内存碎片

缺点：需要占用双倍内存空间

分代垃圾回收

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  • 对象首先分配在伊甸园区
  • 新生代空间不足时，出发Minor GC，伊甸园和From存活的对象使用复制算法复制到To中，存活的对象年龄+1，交换From和To
  • Minor GC 会引发stop the world，暂停其他用户的线程，等垃圾回收结束用户线程才恢复运行
  • 当对象寿命超过阈值时，会晋升至老年代，最大寿命是15次（4bit）
  • 当老年代空间不足，会先尝试触发Minor GC ，如果之后空间仍不足，那么出发Full GC，StopTheWorld的时间更长

当出现大对象，即伊甸园区放不下的时候，会不判定年龄直接放入老年代

一个线程内的内存溢出不会导致主线程结束

相关VM参数

含义 参数
堆初始大小 -Xms
堆最大大小 -Xmx或-XX:MaxHeapSize=size
新生代大小 -Xmn或（-XX:NewSize=size + -XX:MaxNewSize=size）
幸存区比例（动态） -XX:InitialSurvivorRatio=ratio和-XX:+UseAdaptivePolicy
晋升阈值 -XX:MaxTenuringThreshold=threshold
晋升详情 -XX:+PrintTenuringDistribution
GC详情 -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc
FullGC和Minor GC -XX:+ScavengeBeforeFullGC

垃圾回收器

串行

  • 单线程
  • 堆内存较小

吞吐量优先

  • 多线程
  • 堆内存较大，多核CPU
  • 让单位时间内STW时间最短

响应时间优先

  • 多线程
  • 堆内存较大，多核CPU
  • 尽可能让单次STW时间最短
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G1

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参数：

  • -XX:+UseG1GC
  • -XX:G1HeapRegionSize=size
  • -XX:MaxGCPauseMillis=time
Young Collection
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Young Collection + VM(并发标记)
  • 在Young GC时会进行GC Root的初始标记
  • 老年代占用堆空间的比例达到阈值时，进行并发标记（STW），由-XX:InitatingHeapOccupancyPercent=percent（默认45%）
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Mixed Collection
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Full GC
  • SerialGC
    • 新生代内存不足发生的垃圾收集：Minor gc
    • 老年代内存不足发生的垃圾收集：full gc
  • ParallelGC
    • 新生代内存不足发生的垃圾收集：Minor gc
    • 老年代内存不足发生的垃圾收集：full gc
  • CMS
    • 新生代内存不足发生的垃圾收集：Minor gc
    • 老年代内存不足
  • G1
    • 新生代内存不足发生的垃圾收集：Minor gc
    • 老年代内存不足
Young Collection跨代引用
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