JVM之JVM如果标记垃圾, JVM如何回收垃圾, JVM调优参数

悠悠 2023-02-13 11:22 11阅读 0赞

# 1. 什么是GC #

**GC全称是Garbage Collection, 垃圾收集**  
内存的空间是有限的,那么在程序的运行时如何及时把不再使用的对象(垃圾对象)清楚从而释放资源呢,这就是GC要做的事情.

# 2. GC的操作区域 #

JVM是有内存划分的,再回忆下JVM内存划分,以JDK1.8的JVM内存划分为例.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjY0MTkwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][20210104115245535.png]

绿色的呢是线程私有的区域,也就是每个线程都有自己的这部分内存; 而白色的呢是线程共享,也就是所有线程公用这部分内存.

*  线程私有的不需要进行GC,像是Java虚拟机栈,本地方法栈,程序计数器是不需要GC,因为这个都是线程私有的,线程私有的就会随着线程的产生而产生,随着线程的结束而销毁.
 *  JVM内存中的堆和方法区是需要GC,需要GC来及时的清理运行过程中产生的垃圾.

# 3. 如何发现垃圾 #

垃圾对象,就是不再使用的对象.  
Java语言规范并没有明确的说明JVM使用哪种垃圾回收算法，但是常见的用于「发现垃圾」的算法有两种，引用计数算法和根搜索算法。

*  引用计数算法  
    该算法很古老（了解即可）。核心思想是，堆中的对象每被引用一次，则计数器加1，每减少一个引用就减1，当对象的引用计数器为0时可以被当作垃圾收集。  
    优点：快。  
    缺点：无法检测出循环引用。如两个对象互相引用时，他们的引用计数永远不可能为0。
 *  根搜索算法  
    根搜索算法是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，即可以当作垃圾。  
    Java中可作为GC Root的对象有  
    　　1.虚拟机栈中引用的对象  
    　　2.本地方法栈引用的对象  
    　　2.方法区中静态属性的引用对象  
    　　3.方法区中常量的引用对象

# 4. GC的运行时机 #

*  **手动调用 System.gc()**, 可以触发GC操作.
 *  系统本身自己触发: **内存不足时就会触发**.

# 5. GC做了什么事情 #

*  清理对象
 *  整理内存

# 6. 如何回收垃圾 #

*  **标记-清除算法**
 *  **标记-压缩算法**
 *  **复制算法**
 *  **分代收集算法**  
    JVM采用的是分代收集算法.

#### (1)标记-清除算法 ####

给每个对象存储一个标记位, 记录对象的状态(死/活), 分为两个阶段.  
第一是标记阶段:去检查对象的状态, 判断对象是否死亡.  
第二是清除阶段: 将死亡对象清理掉.  
缺点：首先，效率问题，标记和清除效率都不高。其次，标记清除之后会产生大量的不连续的内存碎片。

#### (2)标记-压缩算法 ####

标记-压缩算法是标记-清楚算法的一个改进版. 也分为两个阶段.  
第一是标记阶段: 去检查对象的状态,判断对象是否死亡.  
第二阶段: 将所有存活的对象整理放到另外一处空间,把剩余的死亡对象清除掉.  
优点：内存被整理后不会产生大量不连续内存碎片。

#### (3)复制算法 ####

会将内存平均分两块,每次只使用其中的一块.当这个内存存满了, 就会将这个块内存中存活的对象复制到另外一块内存中.将刚才那块内存清空.  
缺点：可使用的内存只有原来一半。

#### (4)分代收集算法 ####

当前主流JVM都采用分代收集(Generational Collection)算法, 这种算法会根据对象存活周期的不同将内存划分为年轻代、年老代、永久代，不同生命周期的对象可以采取不同的回收算法，以便提高回收效率。堆内存细分, 还可分为**新生代, 老年代, 永久代**.  
在新生代里对象存活的时间短,所以采用的算法是**复制算法.**  
在老年代里对象存活率高,所以采用**标记-清除算法.**  
**最后还存活下来的对象,放到永久代中.**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjY0MTkwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

##### 年轻代（Young Generation） #####

1.所有新生成的对象首先都是放在年轻代的。  
2.新生代内存按照8:1:1的比例分为一个eden区和两个Survivor(survivor0,survivor1)区。大部分对象在Eden区中生成。回收时先将eden区存活对象复制到一个survivor0区，然后清空eden区，当这个survivor0区也存放满了时，则将eden区和survivor0区存活对象复制到另一个survivor1区，然后清空eden和这个survivor0区，此时survivor0区是空的，然后将survivor0区和survivor1区交换，即保持survivor1区为空， 如此往复。  
3.当survivor1区不足以存放eden和survivor0的存活对象时，就将存活对象直接存放到老年代。若是老年代也满了就会触发一次Full GC，也就是新生代、老年代都进行回收。  
4.新生代发生的GC也叫做Minor GC，MinorGC发生频率比较高(不一定等Eden区满了才触发)

##### 年老代（Old Generation） #####

1.在年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。  
2.内存比新生代也大很多(大概是2倍)，当老年代内存满时触发Major GC即Full GC，Full GC发生频率比较低，老年代对象存活时间比较长，存活率比较高。

##### 持久代（Permanent Generation） #####

用于存放静态文件，如Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响，从JDK8以后已经废弃, 将存放静态文件，如Java类、方法等这些存储到了元数据区.

# 7.JVM调优参数 #

这里只给出一些常见的性能调优的参数及其代表的含义。(大家记住5.6个就行, 并不需要都记住.)  
![在这里插入图片描述][20210104125829424.png]  
\-Xmx3550m：设置JVM最大可用内存为3550M。  
\-Xms3550m：设置JVM初始内存为3550m。注意：此值一般设置成和-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。  
\-Xmn2g：设置年轻代大小为2G。整个JVM内存大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。此值对系统性能影响较大，Sun官方推荐配置为整个堆的3/8。  
\-Xss256k：设置每个线程的栈大小。JDK5.0以后每个线程栈大小为1M，以前每个线程栈大小为256K。根据应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。  
![在这里插入图片描述][20210104125841142.png]  
\-XX:NewRatio=4:设置年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与年老代的比值（除去持久代）。设置为4，则年轻代与年老代所占比值为1：4。（该值默认为2）  
\-XX:SurvivorRatio=4：设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。设置为4，则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4。

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