【深入理解JVM】垃圾回收

时间：2022-03-22 00:01:26

对象是否还活着

只有判断对象是否还有引用指向它才能决定是否回收，所以回收的第一步就是判断：“对象是否还活着？”

判断对象的存活状态有两种方式：

引用计数器

有一个引用指向该对象计数器就加 1，一个引用失效计数器就减 1，当且仅当一个对象的计数器为 0 的时候，被下一次 GC 回收。

引用计数器法简单粗暴，但是有一个不足的地方，那就是碰到“相互循环引用”时，引用无法进行回收。

相互循环引用，两个对象的属性中都含有对方的引用，但是除此之外再无其他引用。这样的情况下虽然外界已经无法引用到这两个对象，但是他们的各自的计数器不为 0，不能被回收。

可达性分析算法

该判断一个对象的存活状态的方式可以解决“相互循环引用”的问题。

  1. 通过创建一组 GCRoot 指针来管理当前被引用的对象，被外界引用的对象 A 就挂在 GCRoot 指针上，如果 A 的属性中引用了对象 B，就将 B 挂在 A 的后面，以此类推，形成树形结构，我们叫做 GCRoot 树（以 GCRoot 为树根的树结构）。
  2. 如果一个被外部引用的对象跟其他任何一个 GCRoot 树中的节点都没关系，就创建一个新的 GCRoot 指针，组成一棵新的树。
  3. 如果外界引用减少了一个，就从对应的 GCRoot 树中撤去一条树枝。
  4. 当一棵树的树根不是 GCRoot 对象的时候，那么就不存在外界的任何一个引用，因此该树上的所有对象都为死亡状态。

垃圾回收是判断一个对象是否存在的原则就是：该对象到 GCRoot 指针是否可达，如下图， Object 5 就是一个不可达的例子,下一次回收的时候会将其回收（包括 Object6 和 Object7）。

【深入理解JVM】垃圾回收

对象的引用

一个对象的引用是一个对象存在的根本。只有对引用有了良好的等级划分，才能使得垃圾回收变得“智能”。引用分为四类：强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）和虚引用（Phantom Reference）

强引用

该引用关系最强，代表对象现在富有活力，不能被垃圾回收机制回收，比如 Object strong = new Object();

软引用

只有但内存空间不足的时候，GC 才会将这块内存收回

弱引用

在下一次 GC 时被回收

虚引用

这是最弱的一种关系，不会对对象的生命周期产生任何影响，也无法通过该引用获得对象

finalize方法

一个对象不可达，可以说“行将就木”的时候，并非是“非死不可”，它只是被判了死刑，还没有执行。在这段期间，如果通过 finalize 方法，或许能够让它逃过 GC 的鬼门关

public class OneObject {

private static OneObject hook = null;

    ...

protected void finalize() {
super.finalize();
// 挽救它
        OneObject.hook = this;
    }
}

该方法只有被重写并且没有被标记执行过的时候，才有可能执行，否则永远不会被执行。JVM 中会维护一个 F-Queue，所有未被标记的 finalize 方法将会放入该队列中，由一个低优先级的 finalize 线程执行该队列中的方法，被执行的（并不一定执行完）方法将被标记，移除队列。

但是 GC 不会等着该类的 finalize 方法完全执行完才会进行垃圾回收。

原因是：如果该 finalize 方法执行的时间比较长，甚至是一个死循环，那么将会影响其他对象的回收，最终是的 GC 崩溃。

因此如果使用 finalize 方法做一些操作是很不安全的，最好的选择是 try...finally 语句块。

方法区回收

方法区都是一些生命周期比较长的数据，回收一次获得的空闲内存不是很大。主要是回收不使用的常量、无用的类的元信息。

判断一个类还有没有使用相当严格的（因为一个类的加载是很耗资源的），需要满足如下的所有条件：

  • 该类的实例全部被回收
  • 该类的 ClassLoader 已经被回收
  • 该类的 Class 对象没有任何地方引用

垃圾回收算法

确定了那些是“垃圾”，就开始回收吧。

标记清除算法

将无用的对象进行标记，一次性清除所有被标记的对象。

这样的缺点就是产生了大量的碎片，不利于内存管理。但是它是所有回收算法的“鼻祖”，其他的算法大多是对它的一个改进。

复制算法

将内存划分为相等的两块，一块使用，另一块备用。当使用块用完了，将使用块中的 Active 对象规规整整复制到另一块中，清空使用块。这样往复使用。

这样就造成了 4G 内存，实际只有 2G 了，代价太大。但是不会产生内存碎片的问题。

针对代价巨大的缺点，有许多改进的方案。

因为大多数对象的生命周期都比较短，所以将内存分为 3 块(一大两小,大的叫做 Eden，小的叫做 Survivor）。

使用的时候使用 Eden 和一个 Survivor，复制的时候将 Eden 和 Survivor 中的 Active 对象复制到另外一个 Survivor 中，然后进行清除。

标记整理

将零碎的 Active 对象整理成规整的一块内存，清除最后一个对象存储块后面的所有数据。

分代收集

根据对象的生命周期不同（新生代、老年代），将内存划分为块。针对不同“代”使用不同的收集策略。比如新生代的生命周期短，就用复制算法；老年代的生命周期长，就用标记整理算法。

标签：

相关文章