垃圾回收入门（下）

上篇文章中提到了jvm为一个新对象进行内存分配的过程和实现，接下来我们看看如何将进行垃圾回收。在jvm中，垃圾指的是已经死亡的对象所占据的堆空间。这里便涉及如何确定一个对象已经死亡？

引用计数法及可达性分析

引用计数法

每个对象被引用一次后，计数+1；如果引用者销毁了，则引用计数-1；
优点：引用计数收集器可以很快的执行，交织在程序运行中。对程序需要不被长时间打断的实时环境比较有利。
弱点：无法解决两个类中的对象互相引用，计数无法为0的问题：

例如现在有两个类：

Class A {
  B aMember; 
}

class B {
  A bMember;
}

即使类A 和 类B 的对象都没有被引用了，此时他们的引用计数无法为0。因为类中彼此使用了对方的对象作为成员变量；

可达性分析法

把所有的引用关系看作一张图，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，就是可以被回收的。

java中可作为GC Root的对象有
　　1.虚拟机栈中引用的对象（本地变量表）
　　2.方法区中静态属性引用的对象
　　3. 方法区中常量引用的对象
　　4.本地方法栈中引用的对象（Native对象）

当标记完所有存活的对象，我们就可以真的进行回收了

回收方式

1. 清除

将未被标记存活的对象空间标记为空闲，挂在free list上，等下次要分配空间时，从free list中取出。这种的做法比较简单，但很容易产生内存碎片，同时也容易出现总空间足够，但没有合适的内存可分配的情况。

2.标记整理算法

对标记-清除算法进行改进，在回收不存活的对象占用的空间后，会将所有的存活对象往左端空闲空间移动，并更新对应的指针。它解决了内存碎片的问题，但代价是压缩算法消耗了更多的性能。

3. 标记复制算法

为了克服句柄的开销和解决堆碎片的垃圾回收。它开始时把堆分成 一个对象 面和多个空闲面， 程序从对象面为对象分配空间，当对象满了，基于copying算法的垃圾 收集就从根集中扫描活动对象，并将每个 活动对象复制到空闲面，这样空闲面变成了对象面，原来的对象面变成了空闲面，程序会在新的对象面中分配内存。

这里KEN FOX对上述几种算法实现了一个可视化演示，效果非常直观：https://spin.atomicobject.com/2014/09/03/visualizing-garbage-collection-algorithms/

总结

在文章开始，我们总结了

附录

上述回收算法是根据我们所选用的垃圾回收器（Garbage Collector）来选用的，一般来说不同的代会采用不同的collector，如下图：

image.png

针对新生代，它的垃圾回收器是Serial、ParNew和Parallel Scavenge，使用的是标记复制算法。
Serial：适用于单线程运行的环境，例如命令行程序。它会停止当前应用运行，用单个线程去回收、压缩内存，在服务端程序上不适用。 可以在程序运行时设置-XX:+UseSerialGC JVM 参数来使用 serial 的回收器.
Parallel: 现代jvm的默认选项。当CPU数大于2，就可用多线程进行新生代的垃圾回收。进行FullGC的时候还是会停止应用的运行。适用于需要完成大量任务并且能接受时间较长的应用暂停。

针对老年代，它的垃圾回收器是CMS 或 G1。
CMS (Concurrent Mark Sweep): 回收策略采用的是压缩整理算法。适用于回收耗时要较短，例如桌面应用程序，web服务器的请求、数据库的查询；用到的垃圾回收算法与 Parallel一样. FullGC用多线程进行处理，不过是在应用运行的时候，同时并发地运行回收，最小化“停止程序运行”的时间，但不进行压缩。
G1 (Garbage First): 对标是CMS的替代品，可以进行老年代的压缩。但G1其实能在新生代和老年代中混用。

链接： https://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/java/gc01/index.html