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GC垃圾回收器

fourther 人气:1

垃圾回收算法

01、垃圾回收的过程

在分代收集算法下:

  • JVM内存不足时,就会触发年轻代得GC
  • 首先,会通过可达性分析来判断哪些对象垃圾对象;
  • 接着,将这些对象放入死亡队列,进行对象得死亡判断与回收;

如果上述GC后,内存还不够。就会触发老年代GC。如果内存还不够,就会触发Full GC

02、三种GC

(1)Minor GC

  • 在年轻代进行垃圾回收;
  • 这种GC速度快、效率高、回收率高;
  • 当程序内存不足时,触发。

(2)Major GC

  • 在老年代进行垃圾回收;
  • 这种GC速度慢、效率慢、回收率低;
  • Minor GC后,还是没法满足后,就会触发Major GC

(3)Full GC

  • 回收整个堆的对象
  • Minor GCMajor GC都没满足要求后,才会进行的GC

Full GCjava7、8对于方法区的区别。

一、如何确定垃圾

01、引用计数


这里认为一个对象的引用没有被任何人持有的话,这个对象就是垃圾。
当一个对象被赋值给其他人时,其引用计数就会+1。当引用对象不再引用它时,其引用计数就会-1。当GC发生时,就会认为这个对象是可以清除得。

1、优缺点分析
引用计数得优点在于快。当一个对象得引用计数为0时,就可以被GC了,不需要进行可达性分析;
缺点在于无法处理循环引用,如上图红色部分。

现代JVM已经不使用这种方法

02、可达性分析

可达性分析会设置某些对象是GC Root,凡是某个对象通过引用链可以达到GC Root对象得话,就认为这个对象是活对象。反之,认为它是垃圾对象。
1、java中哪些对象是GC Root对象?

  • 所有得Thread对象
  • 栈帧中得局部变量表
  • 方法区得静态成员
  • JNI持有得引用
  • Monitor
  • 其他JVM持有得GC Root:比如说:如果年轻代在GC时,老年代里面得所有对象都是GC Root

参考信息

二、对象得死亡判定


通过可达性分析后,将不可达对象放入死亡队列;垃圾回收器调用这些不可达对象得finalize方法最终判断是否回收他。
也就是说我们可以通过覆盖finalize方法,让这个对象永远都不会垃圾回收。但是非常不推荐使用。

三、垃圾回收算法

java中得gc不仅要回收对象,还要压缩空间。压缩空间目的是让程序有更多连续内存使用,减少内存的碎片化。

GC分代收集算法

01、分代假设

研究发现,JVM中大部分对象都是用完后,立马就不再使用了。

02、内存分代


JVM将对象分为3种年纪:

  • 年轻代:Young
    • Eden(TLABs)
    • Survivor
  • 老年代:Tenured(Old)
  • 永久代:PermGen/Metaspace
(1)年轻代垃圾回收

  • Eden内存不够时,会触发年轻代GC。此时,Eden内对象要不然作为垃圾回收了,要不然就进入S1区;
  • 此时S区中对象得年龄会加1,并将S1区对象汇合到S2
  • 汇合后,凡是对象超过15岁,就可以进入老年代了;

这里会涉及到一个GC调优得现象:对象过早提升。
就是由于Eden区域过小,导致每次创建大对象时,Eden区域内存不够,只能在老年代上分配。这时候,就需要将Eden内存大小调大一点。

(2)老年代垃圾回收


老年代垃圾回收时,只会将垃圾对象清除掉,然后合并一下碎片空间。


相关知识

1、GC的三种实现过程

Mark-and-Sweep:标记清除

Mark-Sweep-Compact:标记、清除、压缩

Mark-and-Copy:标记、拷贝

2、 GCMark阶段

Stop The World(STW)

STW是指所有应用线程都到达safe point点时,为了GC工作需要,会停止所有的应用线程。这时候,GC线程就可以开始扫描GC Roots

这样直观的感觉就是应用卡顿,这也是GC调优的关键指标。

注意:GC的停顿与堆大小无关,只与活对象大小有关。有时候增加堆大小不仅不能减少延迟,反而会增加延迟。

safe point

垃圾回收器

一、Serial GC:串行垃圾回收器

单线程串行GC:Serial、Serial Old
1、年轻代:Mark-Copy
2、老年代:Mark-Sweep-Compact
3、相关配置:

  • -XX:+UseSerialGC:开启Serial GC
  • -XX:+PrintGCDetails:开启打印GC详情
  • -XX:+PrintGCDateStamps:开启打印GC时间戳
  • -xx:+PrintGCTimeStamps:开启打印GC时间戳

4、应用介绍
(1)在JVM启动参数上如下参数

-XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCTimeStamps

-XX:代表这是一个非标准JVM参数,只在hotSpot虚拟机有效

+:开始开启

(2)GC日志的分析

# 时间戳 : GC花费的时间 
2020-04-02T14:20:29.653+0800: 5.054: 
# GC开启的原因 GC开始的时间戳: 
[GC (Allocation Failure) 2020-04-02T14:20:29.653+0800: 5.054: 
# DefNew表示我们使用的串行垃圾回收器:回收前年轻代大小->回收后年轻代大小(年轻代总的大小),花费的时间
[DefNew: 151750K->5184K(157376K), 0.0180036 secs] 
# 回收堆的大小 -> 回收堆的大小(堆的总大小),花费的时间
162889K->24012K(506944K), 0.0180394 secs] 
# 时间:在用户模式下花费的时间,在系统模式下花费的时间,真实花费的时间
[Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.02 secs] 

二、Paraller GC:并行垃圾回收器

  • 年轻代:Mark-Copy
  • 老年代:Mark-Sweep-Compact

使用多个线程并发标记清除。
包含的垃圾回收器:ParNewCMSParallelScavengeParallel Old
并发垃圾回收器经历了俩个阶段:

  • 早期的时候,开发出ParallelScavengeParallel Old,分别回收年轻代和老年代
  • 后来又开发出:ParNewCMS

三、Concurrent GC:并发垃圾回收器

CMS:Concurrent Mark Sweep


1、paraller vsConcurrent
并行、并发

2、优点
之前的垃圾回收器运行时,需要STW,而这个时间可能很长。CMS为了减少STW的暂停时间,就提出在部分时刻才需要所有应用线程停止,其他的时候应用线程和GC线程一样,一起工作。

3、缺点

  • CMS只能清除老年代,所以它需要搭配SerialParNew来清除年轻代。
  • CMS垃圾回收器只能实现Mark-Sweep,无法做到Compact,因为应用线程在跟GC线程一起运行的;

4、过程

  • 初始标记:GC roots直接引用
  • 并行标记:大多数的活对象
  • 重新标记:并发标记,因为上次并行走的时候,可能标记的不完全准确
  • 并行清理:

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