jvm 垃圾回收小知识点

短命女 2023-07-17 15:46 33阅读 0赞

### 怎么找到需要回收的对象 ###

*  引用计数法  
    引用计数法是通过判断是否有引用指向这个对象，如果没有就说明这个对象不会再被使用了，如果有就说明这个对象可能还会继续被使用，这种通过引用是否存在的方法就叫做引用计数法，但这个方法存在一个问题就是无法解决对象循环引用的问题，因此又出现了可达性分析的方法来判断对象是否可以被会回收。
 *  可达性分析  
    可达性分析通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连（用图论的话来说，就是从GC Roots到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可用的。所谓的gc root，你可以理解为我们正在使用的对象，无论是栈中，静态变量还是常量，可以说是我们正在使用的，有一些文章给出GC Roots的对象包括下面几种：
 *  虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。
 *  方法区中类静态属性引用的对象。
 *  方法区中常量引用的对象。
 *  本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象。

官方文档里给出的不仅仅是上面几个，参考博客：https://www.zhihu.com/question/50381439：

*  1.所有已加载的类(ClassLoaderDataGraph::roots\_cld\_do)
 *  2.所有Java线程当前栈帧的引用和虚拟机内部线程(Threads::possibly\_parallel\_oops\_do)这个就是我们通常意义上Java代码new一个对象引用，这个对象引用所在的地方。
 *  3.JVM内部使用的引用(Universe::oops\_do和SystemDictionary::oops\_do)基本类型的Class对象，和一些异常对象(比如NPE,OOM)等，还有类加载器，它们的成员分配在堆上面，如果没有指向成员的引用就会被当作垃圾回收，所以需要保留它们作为GC Root。
 *  4.JNI handles(JNIHandles::oops\_do)

GC Roots 根本思路就是：给定一个集合的引用作为根出发，通过引用关系遍历对象图，能被遍历到的（可到达的）对象就被判定为存活，其余对象（也就是没有被遍历到的）就自然被判定为死亡。注意再注意，本质是通过找出所有活对象来把其余空间认定为“无用”，而不是找出所有死掉的对象并回收它们占用的空间。

### 为什么有虚拟机栈 、本地方法栈 ###

因为很多对象的引用都在这两个区域内。new一个对象后，对象的引用一般都在栈的局部变量中，实例对象在Java 堆中。

### Java堆 分代 ###

标记对象和压缩内存的过程在JVM中是不高效的，分配的对象越多，垃圾收集的时间就越长。但是，经过一些经验型性的统计分析表明，一个程序中大部分对象都是短命的！为了增大垃圾收集的效率，所以JVM将堆进行分代，分为不同的部分，一般有三部分，新生代，老年代和永久代。

### 什么时候发生垃圾回收 ###

*  eden满的时候
 *  老年代满的时候

### 1、为什么新生代都是复制算法 ###

因为新生代对象生存时间比较短，80%都是要回收的对象，采用标记-清除算法则内存空间碎片化严重，采用复制算法可以灵活高效，且便与整理空间。

### 2、老年代都是标记算法 ###

前期一些老年代采用标记-标记算法，后续采用标记整理，标记整理算法解决来标记-清除算法的内存碎片化的问题，又解决了复制算法的两个Survivor区的问题，因为老年代的空间比较大，不可能采用复制算法，特别占用内存空间，

### 3、为什么要设置两个Survivor区 ###

首先看下复制算法：Survivor区，一块叫From，一块叫To，对象存在Eden和From块。当进行GC时，Eden存活的对象全移到To块，而From中，存活的对象按年龄值确定去向，当达到一定值（年龄阈值，通过-XX:MaxTenuringThreshold可设置）的对象会移到年老代中，没有达到值的复制到To区，经过GC后，Eden和From被清空。之后，From和To交换角色，新的From即为原来的To块，新的To块即为原来的From块，且新的To块中对象年龄加1。永远有一个survivor space是空的，另一个非空的survivor space无碎片。

为什么要这么做？

*  没有Survivor区，eden区对象直接去老年代，造成老年代频繁FGC。
 *  一个Survivor容易使得Survivor的空间碎片化，因为eden区又存活对象，Survivor区也有存活对象，辅助的时候就会存在碎片化空间。
 *  即若只分一块Survivor，在清除Survivor区已死亡的对象时，因为此刻的Survivor区还有存活的对象，清除要比分两块Survivor麻烦，两块的情况，回收时只需将存活的对象移走，剩下的对象直接清理即可。
 *  另外，分成两块Survivor，From和To分工明确，逻辑理解和技术实现较简单。

### 4、YGC 会STW ###

其实YGC过程也会STW，无论你选择什么gc，停顿都是不可避免的。CMS在初始标记和重复标记阶段会停顿，最新的G1在初始标记阶段也会停顿。并发gc只是把一（大）部分工作并发处理了，还是会停顿，只是时间短很多。另外，也并不一定停顿时间短就是最好的，并发gc会跟用户线程抢cpu。因为full gc耗时远高于minor gc，minor gc 一般几十毫秒而已。

### 参考博客 ###

[jvm][]  
[STW都会发生][STW]  
[java的gc为什么要分代？][java_gc]  
[Java中什么样的对象才能作为gc root，gc roots有哪些呢？][Java_gc root_gc roots]  
[什么是GC Roots][GC Roots]

[jvm]: https://blog.csdn.net/iceframemo/article/details/79897065
[STW]: https://www.zhihu.com/question/29114369/answer/45123824
[java_gc]: https://www.zhihu.com/question/53613423/answer/135743258
[Java_gc root_gc roots]: https://www.zhihu.com/question/50381439
[GC Roots]: https://segmentfault.com/a/1190000038405609