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java-GC垃圾回收

java-GC垃圾回收

1、为什么要进行垃圾回收?

随着程序的运行,内存中存在的实例对象、变量等信息占据的内存越来越多,如果不及时进行垃圾回收,必然会带来程序性能的下降,甚至会因为可用内存不足造成一些不必要的系统异常。

2、哪些“垃圾”需要回收?

在我们上面介绍的五大区中,有三个是不需要进行垃圾回收的:程序计数器、JVM栈、本地方法栈。因为它们的生命周期是和线程同步的,随着线程的销毁,它们占用的内存会自动释放,所以只有方法区和堆需要进行GC。具体到哪些对象的话,简单概况一句话:如果某个对象已经不存在任何引用,那么它可以被回收。通俗解释一下就是说,如果一个对象,已经没有什么作用了,就可以被当废弃物被回收了。

3、什么时候进行垃圾回收?

根据一个经典的引用计数算法,每个对象添加一个 引用计数器, 每被 引用 一次,计数器 加1 ,失去引用,计数器 减1 ,当计数器在一段时间内保持为0时,该对象就认为是可以被回收得了。但是,这个算法有明显的缺陷:当两个对象相互引用,但是二者已经没有作用时,按照常规,应该对其进行垃圾回收,但是其相互引用,又不符合垃圾回收的条件,因此无法完美处理这块内存清理,因此Sun的JVM并没有采用引用计数算法来进行垃圾回收。而是采用一个叫:根搜索算法,如下图:

基本思想就是:从一个叫GC Roots的对象开始,向下搜索,如果一个对象不能到达GC Roots对象的时候,说明它已经不再被引用,即可被进行垃圾回收(此处 暂且这样理解,其实事实还有一些不同,当一个对象不再被引用时,并没有完全“死亡”,如果类重写了finalize()方法,且没有被系统调用过,那么系统会调用一次finalize()方法,以完成最后的工作,在这期间,如果可以将对象重新与任何一个和GC Roots有引用的对象相关联,则该对象可以“重生”,如果不可以,那么就说明彻底可以被回收了),如上图中的Object5、Object6、Object7,虽然它们3个依然可能相互引用,但是总体来说,它们已经没有作用了,这样就解决了引用计数算法无法解决的问题。

4、如何进行垃圾回收?

本块内容以介绍垃圾回收算法为主,因为我们前面有介绍,内存主要被分为三块, 新生代、旧生代、持久代。 三代的特点不同,造就了他们所用的GC算法不同,新生代适合那些生命周期较短,频繁创建及销毁的对象,旧生代适合生命周期相对较长的对象,持久代在Sun HotSpot中就是指方法区(有些JVM中根本就没有持久代这中说法)。首先介绍下新生代、旧生代、持久代的概念及特点:

新生代:New Generation或者Young Generation。上面大致分为Eden区和Survivor区,Survivor区又分为大小相同的两部分:FromSpace 和ToSpace。新建的对象都是用新生代分配内存,Eden空间不足的时候,会把存活的对象转移到Survivor中,新生代的大小可以由-Xmn来控制,也可以用-XX:SurvivorRatio来控制Eden和Survivor的比例.
旧生代:Old Generation。用于存放新生代中经过多次垃圾回收仍然存活的对象,例如 缓存对象。 旧生代占用大小为-Xmx值减去-Xmn对应的值。

持久代:Permanent Generation。在Sun的JVM中就是方法区的意思,尽管有些JVM大多没有这一代。主要存放 常量及类的一些信息 默认最小值为16MB,最大值为64MB,可通过-XX:PermSize及-XX:MaxPermSize来设置最小值和最大值。

常见的GC算法:
  • 标记-清除算法(Mark-Sweep)

最基础的GC算法,将需要进行回收的对象做标记,之后扫描,有标记的进行回收,这样就产生两个步骤:标记和清除。这个算法效率不高,而且在清理完成后会产生内存碎片,这样,如果有大对象需要连续的内存空间时,还需要进行碎片整理,所以,此算法需要改进。

  • 复制算法(Copying)

前面我们谈过,新生代内存分为了三份,Eden区和2块Survivor区,一般Sun的JVM会将Eden区和Survivor区的比例调为8:1,保证有一块Survivor区是空闲的,这样,在垃圾回收的时候,将不需要进行回收的对象放在空闲的Survivor区,然后将Eden区和第一块Survivor区进行完全清理,这样有一个问题,就是如果第二块Survivor区的空间不够大怎么办?这个时候,就需要当Survivor区不够用的时候,暂时借持久代的内存用一下。此算法适用于 新生代。

  • 标记-整理(或叫压缩)算法(Mark-Compact)

和标记-清楚算法前半段一样,只是在标记了不需要进行回收的对象后,将标记过的对象移动到一起,使得内存连续,这样,只要将标记边界以外的内存清理就行了。此算法适用于 持久代。

5、常见问题

  • 内存溢出

就是你要求分配的 java虚拟机内存超出了系统能给你的 ,系统不能满足需求,于是产生溢出。

  • 内存泄漏

是指你向系统申请分配内存进行使用(new),可是 使用完了以后却不归还(delete) ,结果你申请到的那块内存你自己也不能再访问,该块已分配出来的内存也 无法再使用 ,随着服务器内存的不断消耗,而无法使用的内存越来越多,系统也不能再次将它分配给需要的程序,产生泄露。一直下去,程序也逐渐无内存使用,就会 溢出

hope can help you!


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