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[Java教程]Java中的垃圾回收


关于垃圾回收,主要是两个步骤:

  1. 垃圾对象的判断
  2. 垃圾对象的回收

垃圾对象的判断方法

  1. 引用计数算法:给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器值就加1;当引用失效时,计数器值就减1;任何时刻计数器为0的对象,就是垃圾对象。
  2. 可达性分析算法:通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索,当一个对象到GC Roots没有任何路径相连(用图论的话来说,就是从GC Roots到这个对象不可达)时,则此对象为垃圾对象。

那么,哪些对象可以被认为是“GC Roots”对象呢,如下

  • Class - 由系统类加载器加载的对象,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。
  • Thread - 活着的线程
  • Stack Local - Java方法的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
  • 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。然而,JVM并没有为这些对象提供其它的信息,因此就只有留给分析分员去确定哪些是属于"JVM持有"的了。

垃圾对象的回收方法

先来看下垃圾回收的三种算法

复制算法

将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了,就将还存活着的对象复制到另外一块上面,然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

“标记-清除”(Mark-Sweep)算法

首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象;

它主要有两个不足:一个是效率问题,标记和清除两个过程的效率都不高;另一个是空间问题,标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片;

标记-整理算法

标记过程仍然与“标记-清除”算法一样,但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。

那么,垃圾对象是如何回收的呢?答案是分代回收。

分代回收策略

  不同的对象的生命周期是不一样的。因此,不同生命周期的对象可以采取不同的收集方式,以便提高回收效率。分代垃圾回收采用分治的思想,进行代的划分,把不同生命周期的对象放在不同代上,不同代上采用最适合它的垃圾回收方式进行回收。

  一般,Java堆分为新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。

  在新生代中,有大批对象死去,只有少量存活,一般选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。新生代分三个区。一个Eden区,两个Survivor区(救助空间,一般而言)。大部分对象在Eden区中生成,当Eden区满时,还存活的对象将被复制到Survivor区(两个中的一个);新创建的对象的内存都分配自eden,Minor collection的过程就是将eden和在survivor space中的活对象copy到空闲survivor space中,对象在新生代里经历了一定次数(可以通过参数配置)的minor collection后,就会被移到老年代中,称为tenuring。

  老年代中因为对象存活率高,不需要大量清理或整理,因此使用“标记—清理”或者“标记—整理”算法来进行回收。

  GC分为两种,Scavenge GC和Full GC;

  • Scavenge GC:对Eden区域进行GC,清除非存活对象,并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。
  • Full GC:对整个堆进行GC,包括Young、Tenured和Perm。在对JVM调优的过程中,很大一部分工作就是对于FullGC的调节。尽可能减少Full GC的次数

  有如下原因可能导致Full GC:

  • 年老代(Tenured)被写满
  • 持久代(Perm)被写满
  • System.gc()被显示调用
  • 上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

 

参考:

《深入理解Java虚拟机》

http://blog.csdn.net/fenglibing/article/details/8928927