jvm 中,程式計數器、虛拟機棧、本地方法棧都是随線程而生随線程而滅,棧幀随着方法的進入和退出做入棧和出棧操作,實作了自動的記憶體清理,是以,我們的記憶體垃圾回收主要集中于 java 堆和方法區中,在程式運作期間,這部分記憶體的配置設定和使用都是動态的.
判斷對象是否存活一般有兩種方式:
引用計數:每個對象有一個引用計數屬性,新增一個引用時計數加1,引用釋放時計數減1,計數為0時可以回收。此方法簡單,無法解決對象互相循環引用的問題。
可達性分析(Reachability Analysis):從GC Roots開始向下搜尋,搜尋所走過的路徑稱為引用鍊。當一個對象到GC Roots沒有任何引用鍊相連時,則證明此對象是不可用的。不可達對象。
在Java語言中,GC Roots包括: 虛拟機棧中引用的對象。 方法區中類靜态屬性實體引用的對象。 方法區中常量引用的對象。 本地方法棧中JNI引用的對象。
“标記-清除”(Mark-Sweep)算法,如它的名字一樣,算法分為“标記”和“清除”兩個階段:首先标記出所有需要回收的對象,在标記完成後統一回收掉所有被标記的對象。之是以說它是最基礎的收集算法,是因為後續的收集算法都是基于這種思路并對其缺點進行改進而得到的。
它的主要缺點有兩個:一個是效率問題,标記和清除過程的效率都不高;另外一個是空間問題,标記清除之後會産生大量不連續的記憶體碎片,空間碎片太多可能會導緻,當程式在以後的運作過程中需要配置設定較大對象時無法找到足夠的連續記憶體而不得不提前觸發另一次垃圾收集動作。
“複制”(Copying)的收集算法,它将可用記憶體按容量劃分為大小相等的兩塊,每次隻使用其中的一塊。當這一塊的記憶體用完了,就将還存活着的對象複制到另外一塊上面,然後再把已使用過的記憶體空間一次清理掉。
這樣使得每次都是對其中的一塊進行記憶體回收,記憶體配置設定時也就不用考慮記憶體碎片等複雜情況,隻要移動堆頂指針,按順序配置設定記憶體即可,實作簡單,運作高效。隻是這種算法的代價是将記憶體縮小為原來的一半,持續複制長生存期的對象則導緻效率降低。
複制收集算法在對象存活率較高時就要執行較多的複制操作,效率将會變低。更關鍵的是,如果不想浪費50%的空間,就需要有額外的空間進行配置設定擔保,以應對被使用的記憶體中所有對象都100%存活的極端情況,是以在老年代一般不能直接選用這種算法。
根據老年代的特點,有人提出了另外一種“标記-整理”(Mark-Compact)算法,标記過程仍然與“标記-清除”算法一樣,但後續步驟不是直接對可回收對象進行清理,而是讓所有存活的對象都向一端移動,然後直接清理掉端邊界以外的記憶體
GC分代的基本假設:絕大部分對象的生命周期都非常短暫,存活時間短。
“分代收集”(Generational Collection)算法,把Java堆分為新生代和老年代,這樣就可以根據各個年代的特點采用最适當的收集算法。在新生代中,每次垃圾收集時都發現有大批對象死去,隻有少量存活,那就選用複制算法,隻需要付出少量存活對象的複制成本就可以完成收集。而老年代中因為對象存活率高、沒有額外空間對它進行配置設定擔保,就必須使用“标記-清理”或“标記-整理”算法來進行回收。
如果說收集算法是記憶體回收的方法論,垃圾收集器就是記憶體回收的具體實作
參數控制:-XX:+UseSerialGC 串行收集器
參數控制:-XX:+UseParNewGC ParNew收集器
-XX:ParallelGCThreads 限制線程數量
參數控制:-XX:+UseParallelGC 使用Parallel收集器+ 老年代串行
Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本,使用多線程和“标記-整理”算法。這個收集器是在JDK 1.6中才開始提供
參數控制: -XX:+UseParallelOldGC 使用Parallel收集器+ 老年代并行
CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一種以擷取最短回收停頓時間為目标的收集器。目前很大一部分的Java應用都集中在網際網路站或B/S系統的服務端上,這類應用尤其重視服務的響應速度,希望系統停頓時間最短,以給使用者帶來較好的體驗。
從名字(包含“Mark Sweep”)上就可以看出CMS收集器是基于“标記-清除”算法實作的,它的運作過程相對于前面幾種收集器來說要更複雜一些,整個過程分為4個步驟,包括: