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/**
* 代码测试Java中没有使用引用计数算法来判断对象是否为垃圾
* VM参数:-XX:+PrintGCDetails
*/
public class RefCountGC {
//故意占用空间10M
byte data[] = new byte[1024 * 1024 * 10];
private Object ref = null;
public static void main(String[] args) {
RefCountGC refCountGC1 = new RefCountGC();
RefCountGC refCountGC2 = new RefCountGC();
//循环引用
refCountGC1.ref = refCountGC2;
refCountGC2.ref = refCountGC1;
refCountGC1 = null;
refCountGC2 = null;
//手动GC
System.gc();
}
}
说明执行GC之后,两个互相引用的对象被回收,说明Java使用的不是引用计数算法。
注意
如果对象objA到GC Roots没有引用链,则进行第一 次标记。
进行筛选,判断此对象是否有必要执行finalize()方法
/**
* 测试Object类中finalize()方法
*/
public class CanReliveObject {
public static CanReliveObject ref;
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("调用当前类重写的finalize()方法");
//当前待回收的对象重新加入引用链
ref = this;
}
public static void main(String[] args) {
ref = new CanReliveObject();
ref = null;
//调用垃圾回收
System.gc();
System.out.println("第一次GC执行完毕");
/**
* 因为finalize优先级较低 主线程暂停2s 等待它
*/
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if(ref == null){
System.out.println("对象已死");
}else {
System.out.println("对象未死");
}
ref = null;
System.gc();
System.out.println("第二次GC执行完毕");
if(ref == null){
System.out.println("对象已死");
}else {
System.out.println("对象未死");
}
}
}
引用对象ref刚开始指向一个对象,==此时为可触及状态==然后让他指向null,==此时为可复活状态==手动调用GC,此时处于会回调执行重写的finalize方法,方法中给这个引用重新赋值了,所以此时为==可触及状态==
再次指向NULL,此时为==不可触及状态==(finalize方法只执一次),所以对象此时已经死了。
第一次GC执行完毕
调用当前类重写的finalize()方法
对象未死
第二次GC执行完毕
对象已死
public class GCRootsTest {
public static void main(String[] args) {
List<Object> numList = new ArrayList<>();
Date birth = new Date();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
numList.add(String.valueOf(i));
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("数据添加完毕,请操作:");
new Scanner(System.in).next();
numList = null;
birth = null;
System.out.println("numList、birth已置空,请操作:");
new Scanner(System.in).next();
System.out.println("结束");
}
}
使用Jprofiler打开程序
点击左侧
选择
选择一个元素 点击
即可显示该元素的GCGoots链
// -Xms8m -Xmx8m -XX:+HeopDumpOnOutOfMemoryError
public class HeapOOM {
//占1M
byte [] bytes = new byte[1024 * 1024 * 1];
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
int count = 0;
try {
while (true){
list.add(new HeapOOM());
count++;
}
}catch (Throwable t){
System.out.println(count);
t.printStackTrace();
}
}
}
每个HeapOOM对象中有一个10M的bytes数组。循环创建 直到堆OOM
运行代码 生成dump文件。用Jprofiler打开 发现
确实有一个arrayList对象占用超过90%
当成功区分出内存中存活对象和死亡对象之后,GC接下来的任务就是执行垃圾回收,释放掉无用对象所占用的空间。目前比较常用的算法有三种
在新生代,对常规应用的垃圾回收,一次通常可以回收708一 99的内存空间。回收性价比很高。所以现在的商业虚拟机都是用这种收集算法回收新生代。
如果内存空间以规整和有序的方式分布,即已用和未用的内存都各自一边,彼此之间维系着一个记录下一次分配起始点的标记指针,当为新对象分配内存时,只需要通过修改指针的偏移量将新对象分配在第一个空闲内存位置上,这种分配方式就叫做指针碰撞(Bump the Pointer) 。
没有最好的算法,只有更合适的算法
==前面所有这些算法中,并没有一种算法可以完全替代其他算法,
它们都具有自己独特的优势和特点。分代收集算法应运而生。 分代收集算法,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==。
一般是把Java堆分为新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点使用不同的回收算法,
以提高垃圾回收的效率。
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,
目前几乎所有的GC都是采用分代收集(Generational Collecting) 算法执行垃圾回收的。
在HotSpot中,基于分代的概念,GC所使用的内存回收算法必须结合年轻代和老年代各自的特点。
以HotSpot中的CMS回收器为例,CMS是基于标记清除实现的,对于对象的回收效率很高。而对于碎片问题,CMS采用基于标记压缩算法的Serialold回收器作为补偿措施:当内存回收不佳(碎片导致的执行失败时),将采用Serial 0ld执行Full GC(标记整理算法)以达到对老年代内存的整理。 分代的思想被现有的虚拟机广泛使用。几乎所有的垃圾回收器都区分新生代和老年代。
上述现有的算法,在垃圾回收过程中,应用软件将处于一种stop the World的状态。在Stop the World状态下,应用程序所有的线程都会挂起,暂停一切正常的工作,等待垃圾回收的完成。如果垃圾回收时间过长,应用程序会被挂起很久,将严重影响用户体验或者系统的稳定性。为了解决这个问题,即对实时垃圾收集算法的研究直接导致了增量收集(Incremental Collecting) 算法的诞生。
如果一次性将所有的垃圾进行处理,需要造成系统长时间的停顿,那么就可以让垃圾收集线程和应用程序线程交替执行。每次,垃圾收集线程只收集一小片区域的内存空间,接着切换到应用程序线程。依次反复,直到垃圾收集完成。 总的来说,增量收集算法的基础仍是传统的标记清除和复制算法。增量收集算法通过对线程间冲突的妥善处理,允许垃圾收集线程以分阶段的方式完成标记、清理或复制工作。
使用这种方式,由于在垃圾回收过程中,间断性地还执行了应用程序代码,所以能减少系统的停顿时间。但是,因为线程切换和上下文转换的消耗,会使得垃圾回收的总体成本上升,造成系统吞吐量的下降。
一般来说,在相同条件下,堆空间越大,一次GC时所需要的时间就越长,有关GC产生的停顿也越长。为了更好地控制GC产生的停顿时间,将一块 大的内存区域分割成多个小块,根据目标的停顿时间,每次合理地回收若干个小区间,而不是整个堆空间,从而减少一次GC所产生的停顿。 分代算法将按照对象的生命周期长短划分成两个部分,分区算法将整个堆空间划分成连续的不同小区间。 每一个小区间都独立使用,独立回收。这种算法的好处是可以控制一次回收多少个小区间。
这些只是基本的算法思路,实际GC实现过程要复杂的多,目前还在发展中的前沿GC都是复合算法,并且并行和并发兼备。