Java垃圾回收机制（Garbage Collection）--笔记

学习笔记摘自https://www.bilibili.com/video/av30023103/?p=67

内存管理

java的内存管理很大程度指的就是对象的管理，其中包括对象空间的分配和释放。

对象空间的分配：使用new关键字创建对象即可

对象空间的释放：将对象赋值null。垃圾回收期负责回收所有“不可达”对象的内存空间。

垃圾回收的过程

任何一种垃圾回收算法一般要做两件基本事情

1.发现无用的对象

2.回收无用对象占用的内存空间

垃圾回收机制保证可以将“无用的对象”进行回收。无用的对象指的就是没有任何变量引用该对象。Java的垃圾回收器通过相关的算法发现无用的对象，并且进行清除和管理。

垃圾回收的相关的算法

1.引用计数法

堆中的每个对象都有一个引用计数，被引用一次，计数加1，被引用变量值变为null,则计数减1，计数为0，则表示变为无用对象，算法简单，但是无法识别循环引用

循环引用示例：

2.引用可达法

程序把所有的引用关系看做一张图，从一个节点GC ROOT开始，寻找对应的引用节点，找到这个节点以后，继续寻找这个节点的引用节点，当所有的引用节点寻找完毕之后，剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点，即无用的节点。emmm,这里的引用应该是全局的寻找的，绝不仅仅是堆或者栈。

通用的分代垃圾回收机制

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如何解决同时存在的对象创建和对象回收问题

    垃圾回收线程是回收内存的，而程序运行线程则是消耗（或分配）内存的，一个回收内存，一个分配内存，从这点看，两者是矛盾的。因此，在现有的垃圾回收方式中，要进行垃圾回收前，一般都需要暂停整个应用（即：暂停内存的分配），然后进行垃圾回收，回收完成后再继续应用。这种实现方式是最直接，而且最有效的解决二者矛盾的方式。

但是这种方式有一个很明显的弊端，就是当堆空间持续增大时，垃圾回收的时间也将会相应的持续增大，对应应用暂停的时间也会相应的增大。一些对相应时间要求很高的应用，比如最大暂停时间要求是几百毫秒，那么当堆空间大于几个G时，就很有可能超过这个限制，在这种情况下，垃圾回收将会成为系统运行的一个瓶颈。为解决这种矛盾，有了并发垃圾回收算法，使用这种算法，垃圾回收线程与程序运行线程同时运行。在这种方式下，解决了暂停的问题，但是因为需要在新生成对象的同时又要回收对象，算法复杂性会大大增加，系统的处理能力也会相应降低，同时，“碎片”问题将会比较难解决。

由于不同对象的生命周期不一样，因此在JVM的垃圾回收策略中有分代这一策略。本文介绍了分代策略的目标，如何分代，以及垃圾回收的触发因素。

文章总结了JVM垃圾回收策略为什么要分代，如何分代，以及垃圾回收的触发因素。

为什么要分代

        分代的垃圾回收策略，是基于这样一个事实：不同的对象的生命周期是不一样的。因此，不同生命周期的对象可以采取不同的收集方式，以便提高回收效率。

        在Java程序运行的过程中，会产生大量的对象，其中有些对象是与业务信息相关，比如Http请求中的Session对象、线程、Socket连接，这类对象跟业务直接挂钩，因此生命周期比较长。但是还有一些对象，主要是程序运行过程中生成的临时变量，这些对象生命周期会比较短，比如：String对象，由于其不变类的特性，系统会产生大量的这些对象，有些对象甚至只用一次即可回收。

        试想，在不进行对象存活时间区分的情况下，每次垃圾回收都是对整个堆空间进行回收，花费时间相对会长，同时，因为每次回收都需要遍历所有存活对象，但实际上，对于生命周期长的对象而言，这种遍历是没有效果的，因为可能进行了很多次遍历，但是他们依旧存在。因此，分代垃圾回收采用分治的思想，进行代的划分，把不同生命周期的对象放在不同代上，不同代上采用最适合它的垃圾回收方式进行回收。

原文链接：https://blog.csdn.net/lufeng20/article/details/7402386

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分代垃圾回收机制，是基于这样一个事实：不同的对象的生命周期是不一样的，因此，不同生命周期的对象可以采取不同的回收算法，以便提高回收效率，我们讲对象分为三种状态：年轻代，年老代，持久代。JVM将堆内存划分为Eden（伊甸园）,Survivor和Tenured(终身的,长期的)/Old空间

1.年轻代

所有新生成的对象首先都是放到Eden去。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象，对应的是Minor GC（Minor未成年）,每次Minor GC会清理年轻代的内存，算法采取效率较高的复制算法，频繁的操作，但是会浪费内存空间。当年轻代的区域放满对象后，就将对象存放到年老代的区域。

2.年老代

在年轻代中经历了N(默认15）次垃圾回收之后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。年老代的对象越来越多，我们就需要启动Major GC和Full GC(全量回收)来一次大扫除，全面的清理年轻代区域和年老代区域。

3.持久代

用于存放静态文件，如Java类，方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响。

垃圾回收的过程：

1.新创建的对象，绝大多数都会存储在Eden中

2.当Eden满了（达到了一定的比例）不能创建新对象，则触发垃圾回收（GC)，将无用对象清理掉，然后剩余对象复制到某个Survivor中，如S1，同时清空Eden区

3.当Eden再次满了，会将S1中不能清空的对象存储到另一个Survivor中，如S2,同时将Eden区中不能清空的对象也复制到S1，保证Eden和S1均被清空。

4.重复多次（默认15次）Survivor中没有被清理的对象，则被复制到老年代Old(Tenured)中.

5.当Old去也满了，则会触发完整的垃圾回收机制（FullGC）,之前新生代的垃圾回收成为minorGC

JVM调优和Full GC

在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于Full GC的调节，有如下的原理可能导致Full GC:

• 年老代（Tenured/Old）被写满
• 持久代 （Perm）被写满
• System.gc()被显示调用（这句话只是向程序建议GC，而不是一定会调用GC）
• 上一次GC之后heap的各域分配策略动态变化。