【Java】Java的垃圾回收
目录
- 可达性分析算法
- 什么样的对象可以当做Gc Roots?
- 什么时候会触发垃圾回收?
- 垃圾回收算法
- 1.标记-清除算法
- 2.复制算法
- 3.标记-整理算法
- 4.分代收集算法
我们都知道Java中是有垃圾回收机制的,那么哪些对象是应该被回收的呢?
这就需要来介绍-----可达性分析
在垃圾收集器准备回收对象时,首先要判断对象是否还活着,那么怎么判断对象是否还活着呢?
可以通过一种引用计数器法:给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器加一,当引用失效时,计数器减一,当对象的计数器为0时代表该对象不再被使用。引用计数法实现简单,判定效率也很高,但是有个比较大的问题:
引用计数法很难解决对象之间相互循环引用的问题
可达性分析算法
可达性分析算法是通过一系列“ GC Roots ”的对象作为起点,从这些节点开始往下搜索,搜做走过的路径称为引用链,当一个对象到Gc Roots没有任何引用链时,则证明该对象是不可用的,该对象会判定为可回收的对象。
什么样的对象可以当做Gc Roots?
- Java虚拟机栈(局部变量表)中引用的对象
- 处于存活状态中的线程对象
- 方法区中静态引用指向的对象
- Native方法中JNI引用的对象
什么时候会触发垃圾回收?
一般下面两种情况下会触发GC:
- Allocation Failure:在堆内存中分配时,如果因为可用剩余空间不足导致对象内存分配失败,会触发一次GC
- System.gc():应用层主动调用此API来请求一次GC
垃圾回收算法
1.标记-清除算法
标记-清除算法是最基础的的收集算法,它分为“标记”和"清除"两个阶段:标记出所有需要回收的对象(找到内存中所有的GC Root对象,和GC Root直接或者间接相连的标记为存活对象,否则标记为垃圾对象),标记完成后统一回收被标记垃圾对象
标记-清除算法是最基础的算法,后续的算法都是在它基础上进行改进得到的。
它有两个缺点:
1、效率不高,标记和清除两个过程效率都不高
2、标记清除后会产生大量不连续的内存碎片,空间碎片太多可能会导致以后需要分配较大对象时,无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作
2.复制算法
复制算法将可用内存按容量划分为大小相等的2块,每次只使用其中的一块。当其中一块内存用完了,就将还存活的对象复制到另一块内存中去,然后把已经使用过的内存空间一次性清理掉。
优点:实现简单,运行高效,不用考虑内存碎片等复杂情况。
缺点:内存使用直接缩小为原来的一半;且在对象存活率较高时会进行较多的复制操作,效率会变低。
3.标记-整理算法
标记-整理(Mark-Compat)算法的标记过程与标记-清除算法是一样的,但后续步骤不是直接对可回收对象进行清除操作,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。
优点:避免了内存碎片的产生,也不用将内存一分为二,性价比较高。
缺点:仍需要进行局部对象移动,当存活对象较多时还是会影响效率。
4.分代收集算法
根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把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合的收集算法。
在新生代中,每次垃圾收集时都发现有大批对象死去,只有少量存活,那就选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成。
而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对他进行分配担保,就必须使用**“标记-清理”或者“标记-整理”算法**来进行回收。
在Java虚拟机分代垃圾回收机制中,应用程序可用的堆空间可以分为年轻代与老年代,然后年轻代有被分为Eden区,From区与To区。
当系统创建一个对象的时候,总是在Eden区操作,当这个区满了,那么就会触发一次YoungGC,也就是年轻代的垃圾回收。
一般来说这时候不是所有的对象都没用了,所以就会把还能用的对象复制到From区。
这样整个Eden区就被清理干净了,可以继续创建新的对象,当Eden区再次被用完,就再触发一次YoungGC,然后呢,注意,这个时候跟刚才稍稍有点区别。这次触发YoungGC后,会将Eden区与From区还在被使用的对象复制到To区,
再下一次YoungGC的时候,则是将Eden区与To区中的还在被使用的对象复制到From区。
经过若干次YoungGC后,有些对象在From与To之间来回游荡,这时候From区与To区亮出了底线(阈值),这些对象要是到现在还没挂掉,就会一起复制到老年代。
老年代经过这么几次折腾,空间也会被用完,好,那就来次集体大扫除(Full GC),也就是全量回收,一起回收。
全量回收呢,就好比我们刚才比作的大扫除,毕竟动做比较大,成本高,不能跟平时的小型值日(Young GC)相比,所以如果Full GC使用太频繁的话,无疑会对系统性能产生很大的影响。
所以要合理设置年轻代与老年代的大小,尽量减少Full GC的操作
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