GC与垃圾回收分代

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-02-26 17:44 255阅读 0赞

### GC与垃圾回收分代 ###

*   *  gc与finalize
     *  判断对象是否存活
     *  GCRoot
     *  分代回收
     *  复制算法
     *  标记整理算法
     *  垃圾回收器
     *   *  新生代
         *   *  Serial串行回收器
             *  ParNew回收器
             *  Parallel Scavenge回收器
         *  老年代
         *   *  SerialOld回收器
             *  ParallelOld回收器
             *  CMS回收器

## gc与finalize ##

网上很多博客简略的说确保对象死活需要经过两次标记这是错误的。  
Object有个finalize，默认是空实现  
被回收时会判断这个对象是否重写了finalize方法，如果没有就直接回收  
否则会把该对象加入一个f队列（代表需要执行回收方法的队列）  
jvm会分配一个执行finalize的线程去执行这个队列每个对象的finalize方法，如果在finalize方法中对象吧自己的this给不在finalize队列中的对象引用，则将其从finalize队列移除  
jvm并不保证执行finalize的线程绝对会执行结束，而是超过一个固定时间以后就终止（防止死锁）。  
finalize线程终止后，其中还保留的对象都会被回收

## 判断对象是否存活 ##

以前采用过标记法，即每个对象加一个计数器，被引用了+1，取消引用-1.当为0代表可以回收  
此种方法会导致无法处理循环引用(A引用B，B引用A且而GCroot没有任何对象引用A和B，则A和B永远不会被回收)，因此被遗弃了  
现在普遍使用GCroot扫描方法

## GCRoot ##

以下对象可以作为GCroot  
Class - 由系统类加载器(system class loader)加载的对象，这些类是不能够被回收的，他们可以以静态字段的方式保存持有其它对象。  
//其他类加载器加载的对象，jvm默认不回收，除非进行特殊指定  
Thread - 活着的线程  
Stack Local - Java方法栈的local变量或参数  
JNI Local - JNI方法的local变量或参数  
JNI Global - 全局JNI引用  
Monitor Used - 用于同步的监控对象（锁）  
Held by JVM - 用于JVM特殊目的由GC保留的对象，但实际上这个与JVM的实现是有关的。可能已知的一些类型是：系统类加载器、一些JVM知道的重要的异常类、一些用于处理异常的预分配对象以及一些自定义的类加载器等。

扫描过程:  
从GCroot开始扫描，如果可达的对象则为存活  
即为一个连通图的判断，不在图里的其他元素默认为死亡

## 分代回收 ##

jdk1.7以前  
java把堆内存分为两块，新生代和老生代  
还有一块保存静态变量，常量和Class对象的永生代保存在方法区

新生代采用复制算法  
老生代使用标记整理算法  
永生代一般不回收，只有当需要加载Class而内存不够才会触发fullgc进行回收，会和老年代一起回收（标记整理）

新生代又分为 一块eden 和 两块survivor

参数: 指定新生代大小 -XX:NewSize  
指定老年代与新生代大小比例 -XX:NewRatio  
指定新生代中伊甸园和存活地大小比例: -XX:SurvivorRatio

刚开始new出来的对象都在伊甸园(eden)  
然后一块survivor标记为存活地

## 复制算法 ##

触发minor gc以后，会把另一块没有标记的空的survivor标记为存活地  
会把eden中存活的对象和旧存活地的还活着的对象放进这块新的存活地,然后把旧存活地和伊甸园清空  
当然如果存活地大小不足以容纳时，多余的对象会直接进入老年代  
对象第一次进入survivor时，标记年龄为1  
每次在survivor之间转移时年龄会增长，达到某个值时，就不进入新的存活地而是直接进入老年代  
这个年龄可以通过jvm参数设置：-XX:MaxTenuringThreshold

## 标记整理算法 ##

首先会遍历所有对象，标记还存活的对象，并清理掉死亡的对象，然后将存活的对象整理（挨到一起）  
整理的目的和磁盘碎片压缩的道理一样，整理后才能留出更大的空间留给大对象，避免出现大量碎片  
因为标记整理算法相对复制算法更慢，但是不需要额外的备用空间，  
而minor gc触发频繁，老年代的gc触发较少，但是可能会累计较大空间  
因此minor gc使用复制算法,major gc使用标记整理算法

对新生代触发的gc称为minor gc，而对老生代触发的gc称为major gc  
fullgc是指触发所有的回收（包括对永久代的回收）

## 垃圾回收器 ##

### 新生代 ###

#### Serial串行回收器 ####

基于单线程的回收器，在运行时会导致Stop The World，但是效率高，使用的算法就是复制算法  
可以和CMS搭配使用

#### ParNew回收器 ####

Parallel New Generation  
Serial回收器的多线程版本，因为是多线程版本，所以不用触发Stop the world  
但是效率不太好，因为需要花开销在线程的切换调度销毁上  
当然在多cpu电脑上会更有优势  
可以和CMS搭配使用

#### Parallel Scavenge回收器 ####

与ParNew类似，都是复制算法的并行收集器  
但是Parallel Scavenge的目标是达到一个可控的吞吐量  
吞吐量=程序运行时间/（程序运行时间+GC时间）  
Parallel Scavenge提供了两个参数用以精确控制吞吐量  
分别是用以控制最大GC停顿时间的-XX:MaxGCPauseMillis及直接控制吞吐量的参数-XX:GCTimeRatio.  
同时可以设置垃圾自适应调配策略，由虚拟机自动调优  
由于是Parallel Scavenge没有使用原本HotSpot其它GC通用的那个GC框架，所以不能跟使用了那个框架的CMS搭配使用。

### 老年代 ###

#### SerialOld回收器 ####

Serial的老年代版本，还是单线程也会触发Stop the world，不过使用的是标记整理算法

#### ParallelOld回收器 ####

Parallel Scavenge的年老代版,使用标记整理算法，并行

#### CMS回收器 ####

Concurrent Mark Sweep，并发回收器，旨在减少STW时间（通过两次标记，第二次只查看dirty的）  
在G1出现前的主流一般server版本jvm就是ParNew+CMS  
过程  
初始标记：该阶段只标记GC Root节点直接引用的老年代节点，会造成STW，但是时间很短。（因为只标记被直接引用的）  
并发标记：GC ROOT TRACING。遍历老年代，然后标记所有存活的对象（包括不是gcRoot直接引用的），它会根据上个阶段找到的 GC Roots 遍历查找  
在并发标记阶段被修改的节点（新降临到老年代的对象以及在并发阶段被修改了的对象）的对象会被标记为dirty，加入Dirty队列  
重新标记：stop the world  
遍历DirtyCard，更新标记被修改的老年代对象  
停顿时间比初始标记稍长，但远比并发标记短  
并发清理：遍历老年代清理死亡对象，整理空间

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