Java垃圾收集器與內(nèi)存分配策略

1躏仇、引用

如果reference類型的數(shù)據(jù)中存儲(chǔ)的數(shù)值代表的是另外一塊內(nèi)存的起始地址职祷,就稱這塊內(nèi)存代表著一個(gè)引用挑宠。

強(qiáng)引用:在程序代碼中普遍存在的团滥,比如new出來(lái)的對(duì)象,只要強(qiáng)引用存在枫虏,GC就不會(huì)回收掉被引用的對(duì)象 妇穴;
軟引用:一些還有用但并非必需的對(duì)象,在系統(tǒng)將要發(fā)生內(nèi)存溢出異常之前隶债,將會(huì)對(duì)這些對(duì)象列進(jìn)回收范圍之中進(jìn)行二次回收腾它,如果二次回收后沒(méi)有足夠的內(nèi)存空間,則會(huì)內(nèi)存溢出死讹;
弱引用:非必須對(duì)象瞒滴,只能生存到下一次垃圾收集發(fā)生之前,當(dāng)垃圾收集器工作時(shí)赞警,無(wú)論當(dāng)前內(nèi)存是否足夠逛腿,都會(huì)被回收
弱引用:一個(gè)對(duì)象是否有虛引用的存在,完全不會(huì)對(duì)其生存時(shí)間構(gòu)成影響仅颇,也無(wú)法通過(guò)虛引用來(lái)取得一個(gè)對(duì)象實(shí)例单默。為一個(gè)對(duì)象設(shè)置虛引用關(guān)聯(lián)的唯一目的就是能在這個(gè)對(duì)象被收集器回收時(shí)收到一個(gè)系統(tǒng)通知。

2忘瓦、回收方法區(qū)

永久代的垃圾收集主要回收兩部分內(nèi)容:廢棄常量和無(wú)用的類搁廓。

無(wú)用的類:
該類所有的實(shí)例都已經(jīng)被回收引颈,也就是Java堆中不存在該類的任何實(shí)例。
加載該類的ClassLoader已經(jīng)被回收境蜕。
該類對(duì)應(yīng)的java.lang.Class對(duì)象沒(méi)有在任何地方被引用蝙场,無(wú)法在任何地方通過(guò)反射訪問(wèn)該類的方法。

2粱年、理解GC日志

33.125:[GC[DefNew:3324K->152K(3712K)售滤,0.0025925 secs]3324K->152K(11904K),0.0031680 secs]
1  0  0.6  6  7:[Full  GC[Tenured:0 K->210K(10240K)台诗,0.0149142 secs]4603K->210K(19456K)完箩,[Perm:2999K-> 2999K(21248K)],0.0150007 secs][Times:user=0.01 sys=0.00拉队,real=0.02 secs]

最前面的數(shù)字“33.125:”和“100.667:”代表了GC發(fā)生的時(shí)間弊知,這個(gè)數(shù)字的含義是從Java
虛擬機(jī)啟動(dòng)以來(lái)經(jīng)過(guò)的秒數(shù)。
GC日志開(kāi)頭的“[GC”和“[Full GC”說(shuō)明了這次垃圾收集的停頓類型粱快,而不是用來(lái)區(qū)分新
生代GC還是老年代GC的秩彤。如果有“Full”,說(shuō)明這次GC是發(fā)生了Stop-The-World的事哭,例如下面
這段新生代收集器ParNew的日志也會(huì)出現(xiàn)“[Full GC”(這一般是因?yàn)槌霈F(xiàn)了分配擔(dān)保失敗之
類的問(wèn)題漫雷,所以才導(dǎo)致STW)。如果是調(diào)用System.gc()方法所觸發(fā)的收集鳍咱,那么在這里將
顯示“[Full GC(System)”降盹。

[Full GC 283.736:[ParNew:261599K->261599K(261952K),0.0000288 secs]

接下來(lái)的“[DefNew”流炕、“[Tenured”、“[Perm”表示GC發(fā)生的區(qū)域仅胞,這里顯示的區(qū)域名稱與
使用的GC收集器是密切相關(guān)的每辟,例如上面樣例所使用的Serial收集器中的新生代名為“Default New Generation”,所以顯示的是“[DefNew”干旧。如果是ParNew收集器渠欺,新生代名稱就會(huì)變?yōu)椤癧ParNew”,意為“Parallel New Generation”椎眯。如果采用Parallel Scavenge收集器挠将,那它配套的新生代稱為“PSYoungGen”,老年代和永久代同理编整,名稱也是由收集器決定的舔稀。
后面方括號(hào)內(nèi)部的“3324K->152K(3712K)”含義是“GC前該內(nèi)存區(qū)域已使用容量->
GC后該內(nèi)存區(qū)域已使用容量(該內(nèi)存區(qū)域總?cè)萘浚薄6诜嚼ㄌ?hào)之外的“3324K->
152K(11904K)”表示“GC前Java堆已使用容量->GC后Java堆已使用容量(Java堆總?cè)萘浚薄?br> 再往后掌测,“0.0025925 secs”表示該內(nèi)存區(qū)域GC所占用的時(shí)間内贮,單位是秒。有的收集器會(huì)
給出更具體的時(shí)間數(shù)據(jù),如“[Times:user=0.01 sys=0.00夜郁,real=0.02 secs]”什燕,這里面的user、sys和real與Linux的time命令所輸出的時(shí)間含義一致竞端,分別代表用戶態(tài)消耗的CPU時(shí)間屎即、內(nèi)核態(tài)消耗的CPU事件和操作從開(kāi)始到結(jié)束所經(jīng)過(guò)的墻鐘時(shí)間(Wall Clock Time)。CPU時(shí)間與墻鐘時(shí)間的區(qū)別是事富,墻鐘時(shí)間包括各種非運(yùn)算的等待耗時(shí)技俐,例如等待磁盤I/O、等待線程阻塞赵颅,而CPU時(shí)間不包括這些耗時(shí)虽另,但當(dāng)系統(tǒng)有多CPU或者多核的話,多線程操作會(huì)疊加這些CPU時(shí)間饺谬,所以讀者看到user或sys時(shí)間超過(guò)real時(shí)間是完全正常的捂刺。

3、內(nèi)存分配與回收策略

  • 多數(shù)情況下募寨,對(duì)象在新生代(Eden區(qū))中分配族展,當(dāng)Eden區(qū)沒(méi)有足夠的空間分配時(shí),虛擬機(jī)將發(fā)起一次Minor GC拔鹰。
  • 大對(duì)象(需要大量連續(xù)內(nèi)存空間的Java對(duì)象)直接進(jìn)入老年代仪缸,避免在Eden區(qū)及兩個(gè)Survivor區(qū)之間發(fā)生大量的內(nèi)存復(fù)制。
  • 長(zhǎng)期存貨的對(duì)象進(jìn)入老年代:在Eden中出生并經(jīng)過(guò)第一次Minor GC后仍然存活列肢,并能被Survivor容納的話恰画,會(huì)被移動(dòng)到Survivor空間,對(duì)象年齡設(shè)置為1瓷马,對(duì)象在Survivor中沒(méi)經(jīng)過(guò)一次Minor GC還存在拴还,年齡加1,到達(dá)一定年齡(默認(rèn)15欧聘,-XX:MaxTenuringThreshold=片林?設(shè)置)后就會(huì)晉升到老年代中。
  • 動(dòng)態(tài)對(duì)象年齡判定:為了更好的適應(yīng)不同程序的內(nèi)存狀況怀骤,虛擬機(jī)并不是永遠(yuǎn)地要求對(duì)象的年齡必須達(dá)到了MaxTenuingThreshold才能晉升老年代费封,如果在Survivor空間中相同年齡所有對(duì)象大小的總和大于Survivor空間的一半,年齡大于或等于該年齡的對(duì)象就可以直接進(jìn)入老年代蒋伦。
  • 空間分配擔(dān)保:在發(fā)生Minor GC之前弓摘,虛擬機(jī)會(huì)先檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于新生代所有對(duì)象總空間,如果這個(gè)條件成立痕届,那么Minor GC可以確保是安全的衣盾。如果不成立寺旺,則虛擬機(jī)會(huì)查看HandlePromotionFailure設(shè)置值是否允許擔(dān)保失敗。如果允許势决,那么會(huì)繼續(xù)檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于歷次晉升到老年代對(duì)象的平均大小阻塑,如果大于,將嘗試著進(jìn)行一次Minor GC果复,盡管這次Minor GC是有風(fēng)險(xiǎn)的陈莽;如果小于,或者HandlePromotionFailure設(shè)置不允許冒險(xiǎn)虽抄,那這時(shí)也要改為進(jìn)行一次Full GC走搁。
新生代GC(Minor GC):發(fā)生在新生代的垃圾收集動(dòng)作,頻率頻繁迈窟,回收速度也快私植。
老年代GC(Major GC/Full GC):發(fā)生在老年代的GC,速度比新生代GC慢10倍以上车酣。

1曲稼、堆設(shè)置:
                  -Xms:初始堆大小
                  -Xmx:最大堆大小
                  -XX:NewSize=n:設(shè)置年輕代大小(**更大的年輕代必然導(dǎo)致更小的年老代湖员,大的年輕代會(huì)延長(zhǎng)普通GC的周期贫悄,但會(huì)增加每次GC的時(shí)間;小的年老代會(huì)導(dǎo)致更頻繁的Full GC**)
                  -XX:NewRatio=n:設(shè)置年輕代和老年代的比值(**更小的年輕代必然導(dǎo)致更大年老代娘摔,小的年輕代會(huì)導(dǎo)致普通GC很頻繁窄坦,但每次的GC時(shí)間會(huì)更短;大的年老代會(huì)減少Full GC的頻率**)
                  -XX:SurvivorRatio=n:年輕代中Eden區(qū)與兩個(gè)Survivor區(qū)的比值(如:3凳寺,表示Eden:Survivor = 3:2鸭津,一個(gè)Survivor區(qū)占整個(gè)年輕代的1/5)
                  -XX:MaxPermSize=n:設(shè)置持久代大小
2、收集器設(shè)置
                  -XX:+UseSerialGC:設(shè)置串行收集器
                  -XX:+UseParallelGC:設(shè)置并行收集器
                  -XX:+UseParalledlOldGC:設(shè)置并行老年代收集器
                  -XX:+UseConcMarkSweepGC:設(shè)置并發(fā)收集器
3肠缨、垃圾回收統(tǒng)計(jì)信息
                  -XX:+PrintGC
                  -XX:+PrintGCDetails
                  -XX:+PrintGCTimeStamps
                  -Xloggc:filename
4逆趋、并行收集器設(shè)置
                  -XX:ParallelGCThreads=n:設(shè)置并行收集器時(shí)使用的cpu數(shù)。并行收集線程數(shù)
                  -XX:MaxGCPauseMillis=n:設(shè)置并行收集最大暫停時(shí)間
                  -XX:GCTimeRatio:設(shè)置并發(fā)收集器年輕代收集方式為并行收集時(shí)怜瞒,使用的cpu數(shù)父泳。并行收集線程數(shù)般哼。
  • 1.1引用計(jì)數(shù)算法

    給對(duì)象中添加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器吴汪,每當(dāng)有一個(gè)地方引用它時(shí),計(jì)數(shù)器就加1蒸眠;當(dāng)引用失效時(shí)漾橙,計(jì)數(shù)器值就減1;任何時(shí)刻計(jì)數(shù)器為0的對(duì)象就是不可能被試用的楞卡。

  • 1.2可達(dá)性分析算法

是通過(guò)一系列的稱為“GC Roots”的對(duì)象作為起始點(diǎn)霜运,從這些節(jié)點(diǎn)開(kāi)始向下搜索脾歇,搜索所走過(guò)的路徑稱為引用鏈(Reference Chain),當(dāng)一個(gè)對(duì)象到GC Roots沒(méi)有任何引用鏈相連(用圖論的話來(lái)說(shuō)淘捡,就是從GC Roots到這個(gè)對(duì)象不可達(dá))時(shí)藕各,則證明此對(duì)象是不可用的。

1.2

Going

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