详解 JVM 的 GC 的技术 （1）

GC 历史悠久

垃圾回收机制（Garbage Collection,GC）是 java语言的特性，有了 GC，不用再像 c/c++ 那样麻烦地考虑内存的分配和释放。其实，垃圾回收机制的历史远远要比java的历史久远，因为在1960年诞生的Lisp是第一门应用垃圾回收机制的语言。虽然有了垃圾回收机制帮我们完成垃圾回收，但是我们还是得了解 GC 的运行机制，以便于在开发中排查内存泄露和内存溢出等问题，通过优化 GC 来提供应用的性能。

将 javac 编译为 class 文件加载到 JVM 中后，会分配到内存中，这里按功能将内存划分为 5 部分，分别用于存放不同内容的数据，我会在《剖析 JVM》中详细介绍。

即是对过内存了解的不多，您可能也听过内存通常分为栈内存和堆内存。栈和堆是两种不同的数据结构，我们将物理的内存抽象为这两种数据结构，便于管理内存（如何访问内存以及内存地址间的关系）。垃圾回收机制主要作用于 java 的堆（Heap）内存，堆内存也用于存放 java 对象实例，所以很多时候我们也把 java堆成为GC堆。

为什么要 GC

在程序的运行时，需要在堆内存中的对象越来越多，堆内存中没有足够的空间存放新对象。就得想办法来回收已不再用的对象，来释放堆内存的空间，那么垃圾回收机制在进行垃圾回收前，就得判断哪些实例已不再使用，哪些实例还要继续使用，我们用可达算法来判断对象是否存活。

何时进行垃圾回收

在主流商用语言(如Java、C#)的主流实现中, 都是通过可达性分析算法来判定对象是否存活的: 通过一系列的称为 GC Roots 的对象作为起点, 静态属性和在栈内存中方法中的本地变量所引用的对象。然后向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链/Reference Chain, 当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时, 即该对象不可达, 也就说明此对象是不可用的, 如下图: Object5、6、7 虽然互有关联, 但它们到GC Roots是不可达的, 因此也会被判定为可回收的对象。

对象可达说明图 年轻代

那么我们具体如何划分堆内存的呢？现在通常做法，将内存划分一定区域，我们通常按对象存活的时间对堆内存中的对象进行划分，这就是分代算法。也是流行的 GC 算法。我们这里需要了解一个规律，就是大多数的对象都是来也匆匆去也匆匆，他们的存活是短暂的。所以我们新看 GC 是如何处理年轻代的内存的。我们将年轻代的内存再次细分为三部分 Eden 、 survivor to  和 survivor from 三个部分，首先我们还需了解我 GC 时通常是先对内存进行标记，标记出哪些内存是不可达的，也就是他们将被 GC 掉，GC 掉那些不可达（没有被引用的）对象后，在堆内存中会留下许多空位，我们还需要处理这些空位，类似 windows 的清理磁盘碎片。我们也需要清理掉这些空位，让内存连续，这个过程大家可以理解为压缩内存。

新生代 当 Eden 区域新生的对象过多是，就会触发 Minor GC 来清理 Eden 区的对象 我们将标记为可达对象移动到 survivor 区域，绿色的表示存活的对象，然后灰色对象表示不可达的对象。 我们清除掉那些不再被引用的对象（灰色表示），这些绿色对象经历一次 minor GC 的浩劫存活下来了。 随着 Eden 的新的对象有不断涌现，我们又需要进行 minor GC 这一次我们依旧以同样的方法来处理 Eden 中对象 然后将 survivor 1 中对象移动到 survivor 2 标记为 1 ，原有的内存标记为 2 清除不可达的内存，survivor 1 和 survivor 2 通过来回移动对象进行垃圾回收，这样的好处就是我们无需花费经历去压缩内存。

这样反复几次，如果还存活的对象反复次数超过阀值就会晋升到老年代，感谢您的支持，要获取更多更好的信息请关注我的公众号。