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本文出自zhh_happig的簡書博客新蟆，謝謝

以下內(nèi)容朴摊，是本人學(xué)習(xí)的筆記和工作中的總結(jié)，僅供大家參考诱篷，有誤的地方還請指正

一 判定垃圾對象算法

• 引用計數(shù)法

  • 在對象中添加一個計數(shù)器阔拳，記錄著指向?qū)ο蟮囊玫膫€數(shù)
  • 當(dāng)有新的引用指向這個對象的時崭孤，計數(shù)器+1，當(dāng)指向?qū)ο蟮囊帽恢胣ull時糊肠，計數(shù)器-1
  • 當(dāng)計數(shù)器的值為0辨宠，那么這個對象就是垃圾對象，就會被垃圾回收器回收
  • 缺陷：當(dāng)對象1中有引用指向?qū)ο?货裹，對象2中有引用指向?qū)ο?嗤形，但是再也沒有其他外部引用指向?qū)ο?和對象2，對象1弧圆、對象2是垃圾對象赋兵。通過引用計數(shù)法笔咽，對象1、對象2計數(shù)器都為1霹期，不會被垃圾回收器回收叶组。
  • 不推薦使用

• 可達(dá)性分析法

  • 該算法的基本思路就是通過GC Roots對象作為起點，從這些節(jié)點開始向下搜索
  • 搜索走過的路徑被稱為引用鏈
  • 當(dāng)一個對象历造，從GC Roots節(jié)點向下搜索甩十，沒有任何一條路徑能夠達(dá)到該對象，那么這個對象就是垃圾對象
  • 可以做為GC Roots的對象包括
    • 虛擬機(jī)棧中引用指向的對象
    • 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性所引用的對象
    • 方法區(qū)中常量所引用的對象
    • 本地方法棧中引用的對象

二 垃圾回收算法

• 標(biāo)記-清除算法

  • 分為標(biāo)記和清楚2步
  • 標(biāo)記：就是通過可達(dá)性分析法將對象標(biāo)記為垃圾對象
  • 清除：將垃圾對象回收
  • 缺點：存在效率問題和空間問題
    • 垃圾對象在堆內(nèi)存中是散亂的吭产，被清除之后枣氧，會導(dǎo)致越來越多不連續(xù)的空間，當(dāng)分配大對象時垮刹，要尋找一片合適的內(nèi)存空間，就會變得困難
    • 如果找不到合適的內(nèi)存空間存放這個大對象张弛，就會觸發(fā)一次GC荒典，影響性能

• 復(fù)制算法

  • 年輕代的垃圾收集算法，在年輕代對象存活率低吞鸭，復(fù)制算法效率很高
  • 將堆內(nèi)存分成2部分寺董，只在其中一部分中分配內(nèi)存
  • 垃圾回收后，把存活的對象復(fù)制到另一部分內(nèi)存連續(xù)的空間上
  • 就這樣在2個內(nèi)存中循環(huán)復(fù)制刻剥，這樣解決了 標(biāo)記-清除算法 中的效率問題
  • 缺點：由于只在其中一部分中分配內(nèi)存遮咖，存在內(nèi)存浪費(fèi)問題
    • 再將內(nèi)存細(xì)分，即可降低內(nèi)存浪費(fèi)造虏，詳見Eden御吞、Survivor 0 、Survivor 1漓藕、Tenured

• 標(biāo)記-整理算法

  • 年老代的垃圾收集算法
  • 在年老代對象存活率高陶珠，復(fù)制算法效率低，使用標(biāo)記-整理算法
  • 標(biāo)記過程仍然與“標(biāo)記-清除”算法一樣享钞，
  • 整理：不是直接清除揍诽，而是對內(nèi)存里面的對象進(jìn)行重新整理，讓所有存活的對象都向一端移動栗竖，依次排列暑脆，那么端邊界另一邊的就都是垃圾對象了，直接清理掉
  • 標(biāo)記-整理算法唯一的缺點就是效率也不高狐肢，不僅要標(biāo)記所有存活對象添吗，還要整理所有存活對象的引用地址。從效率上來說处坪，標(biāo)記-整理算法要低于復(fù)制算法根资。

• 分代收集算法

  • 根據(jù)不同的內(nèi)存區(qū)選擇不同的算法
  • 在年輕代架专，選擇復(fù)制算法
  • 在年老代，選擇標(biāo)記-整理算法

三 垃圾回收器

• Serial

  • 年輕代垃圾收集器玄帕，采用復(fù)制算法
  • 串行收集器：如果serial要收集垃圾部脚，必須讓程序其他線程停掉，收集完畢裤纹，程序其他線程繼續(xù)執(zhí)行
  • 單線程垃圾收集器：serial單線程收集垃圾
  • 整體效率低

• Serial Old

  • 它是Serial收集器的年老代版本委刘，與Serial相似，區(qū)別是使用“標(biāo)記-整理”算法

• Parnew

  • 年輕代垃圾收集器鹰椒，采用復(fù)制算法
  • 串行收集器：如果parnew要收集垃圾锡移，必須讓程序其他線程停掉，收集完畢漆际，程序其他線程繼續(xù)執(zhí)行
  • 多線程垃圾收集器：parnew多線程收集垃圾

• Parallel scavenge

  • 與parnew類似淆珊，區(qū)別是parallel scavenge能控制吞吐量
  • 吞吐量 = 執(zhí)行用戶代碼的時間 / (執(zhí)行用戶代碼的時間 + 垃圾回收所占用的時間)
    • -xx:MaxGCPauseMillis 垃圾收集器停頓最大時間，就是垃圾收集線程(多線程)收集垃圾的時間奸汇，是不是設(shè)置越小就越好呢施符？假設(shè)設(shè)置100ms，垃圾收集器分配的內(nèi)存可能是1G擂找，設(shè)置為1ms戳吝，垃圾收集器分配的內(nèi)存可能只有10M，因為只有10M這么小的內(nèi)存才能在1ms內(nèi)收集完贯涎，那么10M內(nèi)存顯然太小了听哭，就會造成垃圾頻繁回收。原來100ms回收一次的任務(wù)塘雳，現(xiàn)在如果1ms回收一次陆盘，可能要頻繁回收80次，對比之下性能并沒有多大提升粉捻。所以不是設(shè)置的越小越好礁遣，應(yīng)該更具實際情況設(shè)置一個合理值。
    • -xx:CGTimeRatio 吞吐量大小
  • 適用注重吞吐量的后端服務(wù)

• Parallel Old

  • 是Parallel Scavenge收集器的年老代版本肩刃，與Parallel Scavenge相似祟霍，但與Parallel Scavenge不同的是，它使用的是“標(biāo)記-整理算法”
  • 使用方式：-XX:+UseParallelOldGC盈包，打開該收集器后沸呐，將使用Parallel Scavenge(年輕代)+Parallel Old(年老代)的組合進(jìn)行GC

• CMS

  • 年老代、永久代垃圾收集器呢燥，采用標(biāo)記-清除算法
  • 并行收集器：垃圾收集線程可以和程序其他線程并發(fā)執(zhí)行
  • 多線程垃圾收集器：CMS多線程收集垃圾

  • 工作過程
    • 初始標(biāo)記：造成程序其他線程停頓崭添。標(biāo)記垃圾對象
    • 并發(fā)標(biāo)記：與程序線程并發(fā)運(yùn)行。在運(yùn)行期間會發(fā)生對象的引用變更等等情況叛氨，對于這些對象呼渣，都是需要進(jìn)行重新標(biāo)記的棘伴，否則會發(fā)生漏標(biāo)的情況。這個階段因為是并發(fā)的容易導(dǎo)致concurrent mode failure
    • 重新標(biāo)記：會造成程序其他線程停頓屁置。重新標(biāo)記的內(nèi)存范圍是整個堆焊夸，包含young_gen和old_gen。為什么要掃描新生代呢蓝角，因為對于老年代中的對象阱穗，如果被新生代中的對象引用，那么就會被視為存活對象使鹅，即使新生代的對象已經(jīng)不可達(dá)了揪阶。所以需要標(biāo)記young_gen和old_gen。
    • 并發(fā)清理：與程序線程并發(fā)運(yùn)行患朱。并發(fā)清理階段用戶線程還在運(yùn)行著鲁僚，伴隨程序運(yùn)行自然就還會有新的垃圾不斷產(chǎn)生，這一部分垃圾出現(xiàn)在標(biāo)記過程之后裁厅，CMS無法在當(dāng)次收集中處理掉它們蕴茴，只好留待下一次GC時再清理掉。這一部分垃圾就稱為“浮動垃圾”姐直。
    • 并發(fā)重置：與程序線程并發(fā)運(yùn)行。重新設(shè)置CMS算法內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)蒋畜，準(zhǔn)備下一個CMS生命周期的使用
  • 優(yōu)點
    • 并發(fā)收集
    • 低停頓：只有初始標(biāo)記和重新標(biāo)記會造成程序其他線程短暫停頓
  • 缺點
    • 占用大量的cpu資源
    • 無法處理浮動垃圾
    • 出現(xiàn)Concurrent Mode Failure
    • CMS收集與應(yīng)用線程會同時增加對堆內(nèi)存的占用声畏，也就是說，CMS必須要在老年代堆內(nèi)存用盡之前完成垃圾回收姻成，否則CMS回收失敗插龄，出現(xiàn)Concurrent Mode Failure；
    • 年老代的剩余空間無法滿足新對象的空間分配科展，也會出現(xiàn)這個錯誤
    • 在出現(xiàn)Concurrent Mode Failure時均牢，將觸發(fā)擔(dān)保機(jī)制，Serial Old收集器將會以STW的方式進(jìn)行一次full gc才睹，從而造成較大停頓時間徘跪，影響性能

• G1(Garbage First)

  • JDK7增加，成為HotSpot重點發(fā)展的垃圾回收技術(shù)琅攘，被HotSpot團(tuán)隊寄予取代CMS的使命
  • 將會被安排成為JDK9的默認(rèn)垃圾收集器
  • 并行收集器：垃圾收集線程可以和程序其他線程并發(fā)執(zhí)行
  • 多線程垃圾收集器：G1多線程收集垃圾
  • 詳見G1垃圾收集器

四 垃圾回收器作用內(nèi)存區(qū)域以及他們之間的組合關(guān)系

• 7種不同分代的收集器

  • Serial垮庐、ParNew、Parallel Scavenge坞琴、Serial Old哨查、Parallel Old、CMS剧辐、G1寒亥；

• 垃圾收集器所屬區(qū)域

  • 年輕代收集器：Serial邮府、ParNew、Parallel Scavenge
  • 年老代收集器：Serial Old溉奕、Parallel Old褂傀、CMS
  • 整堆收集器：G1

• 兩個收集器間有連線，表明它們可以搭配使用

  • Serial/Serial Old
  • Serial/CMS
  • ParNew/Serial Old
  • ParNew/CMS
  • Parallel Scavenge/Serial Old
  • Parallel Scavenge/Parallel Old
  • G1

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