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GC垃圾回收器

2020年04月13日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

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垃圾回收算法

01、垃圾回收的过程

在分代收集算法下：

  • 当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；
  • 当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
  • 当minor gc、major gc都没满足要求后，才会进行的gc

full gc在java7、8对于方法区的区别。

一、如何确定垃圾

01、引用计数

file 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。

二、对象得死亡判定

file 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。 file

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。 file

02、内存分代

file 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

file

  • 当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

file 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

file

mark-sweep-compact：标记、清除、压缩

file

mark-and-copy：标记、拷贝

file

2、 gc的mark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。

垃圾回收器

file

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：parnew、cms、parallelscavenge、parallel old 并发垃圾回收器经历了俩个阶段：

  • 早期的时候，开发出parallelscavenge、parallel old，分别回收年轻代和老年代
  • 后来又开发出：parnew、cms

三、concurrent gc：并发垃圾回收器

cms：concurrent mark sweep

file 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serial、parnew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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