图解JVM垃圾回收

一、垃圾收集器所属分代总览

1、各代采用的收集器

有连线的表示可搭配使用

HotSpot虚拟机各代对应的垃圾收集器

2、垃圾回收算法

2.1、标记-清除过程

第一阶段：标记出可回收对象
第二阶段：回收被标记的对象
缺点：产生大量的内存碎片

2.2、复制回收过程

内存被分为相等的两块（S0+S1），S0为使用内存，S1为保留内存，回收时将S0的存活对象一次性全部复制到S1，再一次性清空S0内存
缺点：内存使用率只有50%

2.3、标记整理过程

第一阶段：标记出存活对象
第二阶段：存活对象往一端移动，清理边界外内存

3、各收集器采用的收集算法

业界商用的JVM收集算法都是采用分代收集，按不同代的特点采用不同的收集算法。
通常情况，年轻代采用复制算法，年老代采用标记-整理或标记-清除算法。

G1整体上看基于 "标记-整理" 算法，而两个Region之间则基于 "复制" 算法

二、各垃圾收集器详解

1、Serial 和Serial Old组合收集

单线程串行收集器，垃圾收集时会“Stop The World”

Serial 和Serial Old组合收集示意图

2、ParNew 和Serial Old组合收集

ParNew收集器就是Serial收集器的多线程版本，收集算法和回收策略和Serial完全一样，也会Stop The World。
注意：ParNew是并行收集器，不是并发收集器

ParNew 和Serial Old组合收集示意图

3、Parallel Scavenge收集器

跟ParNew类似，是一种吞吐量优先收集器,即目标是达到一个可控制的吞吐量

吞吐量 = 运行用户代码时间 / (运行用户代码时间) + 垃圾收集时间

4、Parallel Scavenge和Parallel Old组合收集

Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本

Parallel Scavenge和Parallel Old组合收集示意图

5、CMS收集器

CMS收集器是一种并发收集器，目标时已达到最小回收停顿时间，采用标记清除算法。

CMS收集器示意图

6、G1收集器

G1内存布局中，保留了年轻代年老代的概念，但不是物理隔离，而是很多个大小相同的独立区域（Region），年轻代和年老代都是一部分Region（不需要连续）的集合
初始标记：标记GC Roots能直接关联到的对象
并发标记：从GC Roots中对堆对象进行可达性分析，找出存活对象
最终标记：修改并发期间变动的标记记录
筛选回收：根据用户指定的停顿时间制定回收计划

G1收集器示意图
G1内存布局示意图

三、存活对象的判断

不管是采用什么样的垃圾回收算法，都需要判断对象的存活状态，通常会采用两种方式判断

1、引用计数法

对象中增加一个引用计数器，每当有地方引用该对象时，其计数器+1，引用失效后计数器-1，当计数器为0的对象，即认为是可回收的对象，但是这种方式无法解决循环引用的问题，所以目前主流的垃圾回收器都没有采用这种方式。

2、可达性分析算法

通过GC Roots集合中的对象开始搜索，当某对象不能通过GCRoots到达时，判定为对象可回收。
对象1、2、3、4不可回收，对象5、6、7可回收

GCRoots.png

附一张之前画过的JVM内存模型

内存模型.jpeg