深入JVM内核原理-6.GC算法与种类

1.GC的概念

• Garbage Collection 垃圾收集
• 1960年List使用了GC
• Java中，GC的对象是堆空间和永久区

2.GC算法

• 引用计数法
  • 老牌的垃圾回收算法
  • 通过引用计算来回收垃圾
  • 使用者
    • COM
    • ActionScript3
    • Python

  引用计数法1.png
  引用计数法2.png

• 标记清除法
  • 标记-清除算法是现代垃圾回收算法的思想基础。标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。一种可行的实现是，在标记阶段，首先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象。因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象然后，在清除阶段，清除所有未被标记的对象。
• 标记压缩算法
  • 标记-压缩算法适合用于存活对象较多的场合，如老年代。它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。和标记-清除算法一样，标记-压缩算法也首先需要从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但之后，它并不简单的清理未标记的对象。而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后，清理边界外所有的空间。
• 复制算法
  • 与标记-清除算法相比，复制算法是一种相对高效的回收方法
  • 不适用于存活对象较多的场合 如老年代
  • 将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中，之后，清除正在使用的内存块中的所有对象，交换两个内存的角色，完成垃圾回收。

3.分代思想

• 依据对象的存活周期进行分类，短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。
• 根据不同代的特点，选取合适的收集算法
  • 少量对象存活，适合复制算法
  • 大量对象存活，适合标记清理或者标记压缩

4.GC算法总结整理

• 引用计数
  • 没有被Java采用
• 标记-清除
• 标记-压缩
• 复制算法
  • 新生代 from-to

5.可触及性

• 可触及的
  • 从根节点可以触及到这个对象
• 可复活的
  • 一旦所有引用被释放，就是可复活状态
  • 因为在finalize()中可能复活该对象
• 不可触及的
  • 在finalize()后，可能会进入不可触及状态
  • 不可触及的对象不可能复活
  • 可以回收
• 经验：避免使用finalize()，操作不慎可能导致错误。
• 优先级低，何时被调用，不确定
  • 何时发生GC不确定
• 可以使用try-catch-finally来替代它

finalize.png

• 根
  • 栈中引用的对象
  • 方法区中静态成员或者常量引用的对象(全局对象)
  • JNI方法栈中引用的对象

6.Stop-The-World

• Stop-The-World
  • Java中一种全局暂停的现象
  • 全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互
  • 多半由于GC引起
    • Dump线程
    • 死锁检查
    • 堆Dump
• GC时为什么会有全局停顿
  类比在聚会时打扫房间，聚会时很乱，又有新的垃圾产生，房间永远打扫不干净，只有让大家停止活动了，才能将房间打扫干净。
• 危害
  • 长时间服务停止，没有响应
  • 遇到HA系统，可能引起主备切换，严重危害生产环境。

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