垃圾判定

• 没有被其他对象引用

判定算法

引用计数算法

• 判断对象的引用数量
• 每个对象都有一个引用计数器，被引用+1，完成引用-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，程序执行受影响小

缺点：无法检测出循环引用，导致内存泄露（引用计数永不为0）

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被回收

GC Root对象

• 虚拟机栈中引用的对象
• 方法区中常量引用的对象
• 方法区中类静态属性引用的对象
• 本地方法栈中JNI（Native方法）的引用对象
• 活跃线程的引用对象

垃圾回收

垃圾回收算法

标记-清除算法（Mark & Sweep）

• 标记：从根集合扫描，对存活对象进行标记
• 清除：对堆内存从头到尾进行线性遍历，回收不可达对象

• 缺点：碎片化严重

复制算法（Copying）

• 内存被分为对象面和空闲面
• 对象在对象面创建
• 对象面用完，将存活的对象复制到空闲面
• 将对象面所有对象清理

• 解决碎片化问题
• 顺序分配内存，简单高效
• 适合存活率低的场景（不适合老年代）

标记-整理算法（Compacting）

• 标记：从根集合扫描，对存活对象进行标记
• 清除：移动所有存活对象，按照内存地址重新依次排列，将末端内存地址以后的内存全部回收

• 避免了碎片化
• 不用设置两块内存空间
• 适用于存活率高的场景（老年代）

分代收集算法（Generational Collector）

• 回收算法组合拳
• 按照对象生命周期不同划分区域采取不同算法

• jdk8以后取消永久代

• 年轻代存活率低，采用复制算法
• 老年代存活率高，采用标记清除/整理算法

Minor GC

• 年轻代GC
• 复制算法
• 频繁

年轻代分为两个区域

• Eden
• 两个Survivor：From，To
• 8：1：1

对象在Eden出生，确定存活转移到s0

清除所有eden区对象，并将存活对象年龄设置为1

Eden重新加载对象，重复上述过程到s2，年龄+1

清空Eden和s0

周而复始

年龄达到某值，进入老年区

-XX:MaxTenuringThreshold //可调整此年龄

年轻代溢出对象也会转移至老年代

晋升到老年代的对象：

• 经理多数Minor GC，年龄超过一定数值
• Survivor中放不下的对象
• 新生成的大对象

-XX:+PretenuerSizeThreshold

调优参数

-XX:SurvivorRatio //Eden,Survivor比例，默认8：1

-XX:NewRatio //年轻代与老年代比例，默认1：2

Full GC

• 老年代存放周期较长的对象
• 采用标记清理/整理算法GC
• 速度慢
• 频率低

触发条件：

• 老年代空间不足
• 永久代空间不足（JDK7以后取消）
• CMS GC出现promotion/concurrent mode fail
• Minor GC晋升老年代平均大小大于剩余空间
• 调用System.gc() 显式但不强制
• 使用RMI进行RPC或管理的JDK应用，一小时执行一次

年轻代垃圾回收器

Stop-the-World

• JVM由于要执行GC而停止应用程序的执行
• 任何GC算法都会发生
• 减少stop-the-world实现GC优化

Safepoint

• GC时不再产生垃圾
• 分析过程中对象引用关系不会发生变化的点
• 到达安全点程序才会暂停
• 多在方法调用，循环跳转，异常跳转等
• 安全点数量适中

JVM运行模式

• server，启动慢运行快
• client，启动快运行慢

java -version

垃圾收集器关系

Serial收集器

-XX:+UseSerialGC //复制算法

• 单线程收集，GC时，必须暂停所有工作线程
• 简单高效，client默认年轻代收集器

ParNew收集器

-XX:+UserParNewGC //复制算法

• 多线程收集
• 单核执行效率不及Serial，多核下有优势

Parallel Scavenge收集器

-XX:+UserParallelGC //复制算法

• 吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+GC时间)
• 关注吞吐量，忽视用户线程卡顿
• Server模式下默认的年轻代收集器

老年代垃圾回收器

Serial Old收集器

-XX:+UseSerialOldGC //标记整理算法

• 单线程收集，必须停止工作线程
• 简单高效

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，JVM停顿，时间短
• 并发标记：并发追溯标记，程序不停顿
• 并发预处理：查找执行并发标记时晋升老年代的对象，不停顿
• 重新标记：暂停虚拟机，扫描CMS堆中剩余对象
• 并发清理：清理垃圾对象，程序不卡顿
• 并发重置：重置CMS收集器的数据结构

特点：边产生边回收、碎片化严重

Garbage First

• 并行和并发
• 分代收集
• 空间整合
• 可预测停顿

1、将整个Java堆内存划分为多个大小相等的Region

2、年轻代老年代不再物理隔阂

收集器结合情况

Q

• Object.finalize()是否与C++析构函数作用相同

不同

析构函数调用确定，finalize()不确定，也就是还未运行完已经被GC

• Java中的强引用、软引用、弱引用和虚引用

强引用：

Object obj = new Object();

1、即使抛出OutOfMemoryError也不会回收该对象

2、可以通过设置为null来弱化作用，使其被回收

软引用：

SoftReference softRef=new SoftReference(str);

1、对象有用但非必须状态

2、只有当内存不足，GC才会回收

3、可用来实现高速缓存

弱引用

WeakReference weakRef=new WeakReference(str);

1、比软引用更弱

2、GC时被回收

3、GC优先级低，所以被回收概率也不大

虚引用：

1、形同虚设

2、任何时候都可能被回收

3、跟踪对象被GC的活动，起哨兵作用

4、必须和引用队列ReferenceQueue联合使用

四种引用的关系：