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GC:垃圾收集器
Minor GC:新生代GC,指發(fā)生在新生代的垃圾收集動(dòng)作,所有的Minor GC都會(huì )觸發(fā)全世界的暫停(stop-the-world),停止應用程序的線(xiàn)程,不過(guò)這個(gè)過(guò)程非常短暫。
Major GC/Full GC:老年代GC,指發(fā)生在老年代的GC。
JVM:Java Virtual Machine(Java虛擬機)的縮寫(xiě)。
正文:
>堆
眾所周知,所有通過(guò)new創(chuàng )建的對象的內存都在堆中分配,堆被劃分為新生代和老年代,新生代又被進(jìn)一步劃分為Eden和Survivor區,而Survivor由FromSpace和ToSpace組成。
新生代:新創(chuàng )建的對象都是用新生代分配內存,Eden空間不足時(shí),觸發(fā)Minor GC,這時(shí)會(huì )把存活的對象轉移進(jìn)Survivor區。
老年代:老年代用于存放經(jīng)過(guò)多次Minor GC之后依然存活的對象。
結構圖如下:

>棧
每個(gè)線(xiàn)程執行每個(gè)方法的時(shí)候都會(huì )在棧中申請一個(gè)棧幀,每個(gè)棧幀包括局部變量區和操作數棧,用于存放此次方法調用過(guò)程中的臨時(shí)變量、參數和中間結果。
>本地方法棧
用于支持native方法的執行,存儲了每個(gè)native方法調用的狀態(tài)。
>方法區
存放了要加載的類(lèi)信息、靜態(tài)變量、final類(lèi)型的常量、屬性和方法信息。JVM用持久代(PermanetGeneration)來(lái)存放方法區。
以上是JVM內存組成結構。
進(jìn)入正題:JVM垃圾回收機制
JVM分別對新生代和老年代采用不同的垃圾回收機制。
GC觸發(fā)條件:Eden區滿(mǎn)了觸發(fā)Minor GC,這時(shí)會(huì )把Eden區存活的對象復制到Survivor區,當對象在Survivor區熬過(guò)一定次數的Minor GC之后,就會(huì )晉升到老年代(當然并不是所有的對象都是這樣晉升的到老年代的),當老年代滿(mǎn)了,就會(huì )報OutofMemory異常。
新生代的GC(Minor GC):
新生代通常存活時(shí)間較短基于Copying算法進(jìn)行回收,所謂Copying算法就是掃描出存活的對象,并復制到一塊新的完全未使用的空間中,對應于新生代,就是在Eden和FromSpace或ToSpace之間copy。新生代采用空閑指針的方式來(lái)控制GC觸發(fā),指針保持最后一個(gè)分配的對象在新生代區間的位置,當有新的對象要分配內存時(shí),用于檢查空間是否足夠,不夠就觸發(fā)GC。當連續分配對象時(shí),對象會(huì )逐漸從Eden到Survivor,最后到老年代。
在執行機制上JVM提供了串行GC(SerialGC)、并行回收GC(ParallelScavenge)和并行GC(ParNew):
串行GC
在整個(gè)掃描和復制過(guò)程采用單線(xiàn)程的方式來(lái)進(jìn)行,適用于單CPU、新生代空間較小及對暫停時(shí)間要求不是非常高的應用上,是client級別默認的GC方式,可以通過(guò)-XX:+UseSerialGC來(lái)強制指定。
并行回收GC
在整個(gè)掃描和復制過(guò)程采用多線(xiàn)程的方式來(lái)進(jìn)行,適用于多CPU、對暫停時(shí)間要求較短的應用上,是server級別默認采用的GC方式,可用-XX:+UseParallelGC來(lái)強制指定,用-XX:ParallelGCThreads=4來(lái)指定線(xiàn)程數。
并行GC
與老年代的并發(fā)GC配合使用。
老年代的GC(Major GC/Full GC):
老年代與新生代不同,老年代對象存活的時(shí)間比較長(cháng)、比較穩定,因此采用標記(Mark)算法來(lái)進(jìn)行回收,所謂標記就是掃描出存活的對象,然后再進(jìn)行回收未被標記的對象,回收后對用空出的空間要么進(jìn)行合并、要么標記出來(lái)便于下次進(jìn)行分配,總之目的就是要減少內存碎片帶來(lái)的效率損耗。
在執行機制上JVM提供了串行GC(Serial MSC)、并行GC(Parallel MSC)和并發(fā)GC(CMS)。
串行GC(Serial MSC)
client模式下的默認GC方式,可通過(guò)-XX:+UseSerialGC強制指定。每次進(jìn)行全部回收,進(jìn)行Compact,非常耗費時(shí)間。
并行GC(Parallel MSC)(吞吐量大,但是GC的時(shí)候響應很慢)
server模式下的默認GC方式,也可用-XX:+UseParallelGC=強制指定??梢栽谶x項后加等號來(lái)制定并行的線(xiàn)程數。
并發(fā)GC(CMS)(響應比并行g(shù)c快很多,但是犧牲了一定的吞吐量)
使用CMS是為了減少GC執行時(shí)的停頓時(shí)間,垃圾回收線(xiàn)程和應用線(xiàn)程同時(shí)執行,可以使用-XX:+UseConcMarkSweepGC=指定使用,后邊接等號指定并發(fā)線(xiàn)程數。CMS每次回收只停頓很短的時(shí)間,分別在開(kāi)始的時(shí)候(Initial Marking),和中間(Final Marking)的時(shí)候,第二次時(shí)間略長(cháng)。CMS一個(gè)比較大的問(wèn)題是碎片和浮動(dòng)垃圾問(wèn)題(Floating Gabage)。碎片是由于CMS默認不對內存進(jìn)行Compact所致,可以通過(guò)-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection。
虛擬機給每個(gè)對象定義了一個(gè)對象年齡(Age)計數器。如果對象在Eden出生并經(jīng)過(guò)第一次Minor GC后仍然存活,并且能被Survivor容納的話(huà),將被移動(dòng)到Survivor區,并將對象年齡設為 1。對象在Survivor區中每熬過(guò)一次Minor GC,年齡就增加1,當它的年齡增加到一定程度(默認為15)時(shí),就會(huì )被晉升到老年代中。對象晉升老年代的年齡閾值,可以通過(guò)參數 -XX:MaxTenuringThreshold 來(lái)設置。
GC判斷對象是否"存活"或"死去"(GC回收的對象):
1.引用計數器算法
給對象中添加一個(gè)引用計數器,每當有一個(gè)地方引用它時(shí),計數器的值加1;當引用失效時(shí),計數器的值減;當該對象的計數器的值為0時(shí),標志該對象失效。
2.跟搜索算法
基本思路:通過(guò)一系列的名為“GCRoots”的對象作為起始點(diǎn),從這些節點(diǎn)開(kāi)始向下搜索,搜索過(guò)的路徑稱(chēng)為引用鏈,當一個(gè)對象到GCRoots沒(méi)有任何引用鏈相連(用圖論的話(huà)來(lái)說(shuō)就是從GC Roots到這個(gè)對象不可達)時(shí),則證明對象是不可用的。
附JVM GC組合方式:

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