一、判定对象是否为垃圾的算法-引用计数算法

通过判断对象的引用数量来决定对象是否可以被回收

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

任何引用计数为0的对象实例可以被当作垃圾收集

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,导致内存泄漏

二、判定对象是否为垃圾的算法-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

GC Root对象:

虚拟机栈中引用的对象(栈帧中的本地变量表)

方法区的常量引用的对象

方法区中的类静态属性引用的对象

本地方法栈中JNI(Native)的引用对象

活跃线程的引用对象

三、垃圾回收算法

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:碎片化

复制算法(Copying)

分为对象面和空闲面

对象在对象面上创建

存活的对象被从对象面复制到空闲面

将对象面所有对象内存清除

优点:

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

缺点:

需要额外分配内存空间进行交换,内存操作较多

标记-整理算法(Compactiong)

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

优点:

避免内存的不连续行

不用设置两块内存互换

适用于存活率高的场景

分代收集算法(Generational Collector)

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

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

两个Survivor区(from区和to区)

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区中存放不下的对象

新生成的大对象(-XX:+PretenuerSizeThreshold)

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

-XX:MaxTenuringThreshold:对象从年轻代晋升到老生代经过GC次数的最大阈值

老年代:存放生命周期较长的对象

标记-清理算法

标记-整理算法

使用Full GC和Majot GC

Full GC比Minor GC慢,但执行频率低

触发Full GC的条件:

老年代空间不足

永久代空间不足

CMS GC时出现promotion failed,concurrnet mode failure

Minor GC晋升到老年代的平均大小大于老年代的剩余空间

调用System.gc()

使用RMI来进行RPC或管理的JDK应用,每小时执行1次Full GC

四、Stop-the-World

JVM由于要执行GC而停止了应用程序的执行

任何一种GC算法中都会发生

多数GC优化通过减少Stop-the-world发生的时间来提高程序性能

五、Safepoint

分析过程中对象引用关系不会发生变化的点

产生Safepoint的地方:方法调用;循环跳转;异常跳转等

安全点数量得适中

六、年轻代常见的垃圾收集器

Serial收集器(-XX:+UseSerialGC,复制算法)

单线程收集,进行垃圾收集时,必须暂停所有工作线程

简单高效,Clinet模式下默认的年轻代收集器

ParNew收集器(-XX:+UseParNewGC,复制算法)

多线程收集,其余的行为、特点和Serial收集器一样

单核执行效率不如Serial,在多核下执行才有优势

Parallel Scavenge收集器(-XX:+UseParallelGC,复制算法)

吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间)

比起关注用户线程停顿时间,更关注系统的吞吐量

在多核下执行才有优势,Server模式下默认的年轻代收集器

七、老年代常见的垃圾收集器

Serial Old收集器(-XX:+UseSerialOldGC,标记-整理算法)

单线程收集,进行垃圾收集时,必须暂停所有工作线程

简单高效,Client模式下默认的老年代收集器

Parallel Old收集器(-XX:+UseParallelOldGC,标记-整理算法)

多线程,吞吐量优先

CMS收集器(-XX:+UseConcMarkSweepGC,标记-清除算法)

初始标记:stop-the-world

并发标记:并发追溯标记,程序不会停顿

并发预清理:查找执行并发标记阶段从年轻代晋升到老年代的对象

重新标记:暂停虚拟机,扫描CMS堆中的剩余对象

并发清理:清理垃圾对象,程序不会停顿

并发重置:重置CMS收集器的数据结构

G1收集器(-XX:+UseG1GC,复制+标记-整理算法)

并行和并发

分代收集

空间整合

将整个Java堆内存划分成多个大小相等的Region

年轻代和老年代不再物理隔离

八、finalize()方法

finalize()方法是Object的方法,将会在对象被GC时调用

与C++的析构函数不同,析构函数调用确定,而它的是不确定的

将未被引用的对象放置于F-Queue队列

方法执行随时可能会被终止

给予对象最后一次重生的机会

生命周期:

当对象变成(GC Roots)不可达时,GC会判断该对象是否覆盖了finalize方法,若未覆盖,则直接将其回收。否则,若对象未执行过finalize方法,将其放入F-Queue队列,由一低优先级线程执行该队列中对象的finalize方法。执行finalize方法完毕后,GC会再次判断该对象是否可达,若不可达,则进行回收,否则,对象“复活”。

九、Java中的强引用、软引用、弱引用、虚引用

强引用(Strong Reference):

最普遍的引用:Object obj = new Object();

抛出OutOfMemoryError终止程序也不会回收具有强引用的对象

通过将对象设置为null来弱化引用,使其被回收

软引用(Soft Reference):

对象处在有用但非必须的状态

只有当内存空间不足时,GC会回收该引用的对象的内存

可以用来实现高速缓存

弱引用(Weak Reference):

非必须的对象,比软引用更弱一些

GC时会被回收

被回收的概率也不大,因为GC线程的优先级比较低

适用于引用偶尔被使用且不影响垃圾收集的对象

虚引用(PhantomReference):

不会决定对象的生命周期

任何时候都可能被垃圾收集器回收

跟踪对象被垃圾回收器回收的活动,起哨兵作用

必须和引用队列ReferenceQueue联合使用

 

强引用>软引用>弱引用>虚引用

十、引用队列(ReferenceQueue)

无实际存储结构,存储逻辑依赖于内部节点之间的关系来表达

存储关联的且被GC的软引用,弱引用以及虚引用