java虚拟机中的内存管理、垃圾回收 GC要点

内存区域：

程序计数器：线程当前进行到哪一行指令的计数器

虚拟机栈： 局部变量存放处、即线程的方法内所需的变量等的信息空间

本地方法区：与虚拟机栈类似，但放的是本地Native方法服务

堆：存放对象实例（划分了一片空间） 可分为新生代、老生代  或可分为Eden, From Survivor, To Survivor 用于回收

方法区：记录虚拟机已经加载了的数据   回收困难

运行时常量池：方法区的一部分，记录常量

直接内存：利用I/O直接用到的内存

 

垃圾回收：

 

什么需要回收？

引用计数算法：引用+1，失效-1

可达性分析算法： 当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连。

 

引用方式：

1. 强引用：类似直接new，或者直接赋值
2. 软引用：有用但非必须。 内存不够将会对这些引用列入回收范围进行第二次回收
3. 弱引用：不论内存是否够，垃圾收集时都会被回收。
4. 虚引用：对生存时间无影响，只在被回收时收到一个系统通知。

 

怎么回收？

 

垃圾收集算法：

1. 标记-清除  效率不高，清理后内存变碎
2. 标记-复制 老年代一般不用 方法：分为Eden From To 一次Eden From清理后复制放到To  一次Eden To 清理后复制放到From 15次后仍未清理进入老年代
3. 标记-整理  清除后进行整理，使数据都向一段移动。
4. 分代收集  新生代用标记-复制方法，老年代用标记整理方法

 

发起回收：（在何时进行GC）（方法和时间点选择）

1. 枚举根节点：（用处：可达性分析方法的体现。判断是否有与GC Roots完全无连接的对象）
2. Stop The World：枚举根节点时要保证停顿所有java执行线程。 原因是某一对象引用关系还在不断变化时则无法判断。
3. 安全点：即每个线程到达安全点时才可以暂停。    原因是如果全部线程统一时间，则会因为OopMap产生大量额外空间。  安全点停止有两种方案：一是全部暂停，如不安全则继续跑至安全暂停（一般不用），二是设置一个标志每次经过判断是否需要停。
4. 安全区域：即线程在这些区域都可以随时暂停。

垃圾收集器：

新生代

• Serial：单线程收集  简单而高效
• ParNew：多线程版本 并且只有它能与CMS收集器配合工作
• Parallel Scavenge 吞吐量优先，两个参数分别控制最大垃圾收集停顿时间和吞吐量大小

老年代

• Serial Old： 单线程
• Parallel Old：新生代选择Parallel Scavenge老年代只能选这个 注重吞吐量和CPU资源敏感时可用 并行
• CMS

关键的两个收集器

CMS收集器

• 基于“标记-清除算法”
• 初始标记  并发标记  重新标记  并发清除  其中初始和重新两个操作需要stop the world
• 缺点：对CPU非常敏感因为并发；无法处理浮动垃圾因为处理过程是并发的，且发生在stop的标记之后；会产生大量空间碎片 因为是标记清除方法 需要另进行整理操作，此时要停顿长时间

G1收集器

• 能充分利用多CPU 缩短STW的过程 部分收集器停顿进行GC时，G1可并发的使Java程序继续运行
• 内部分代收集
• 区域价值优先 ：特点是将java堆划分成大小相等的独立区域，跟踪每个区域的回收价值大小来确定优先回收哪个。
• 初始标记（stop）  并发标记（并发）  最终标记（并行）  筛选回收（并行）

 

GC：分为Full GC，Major GC， Minor GC 

• Minor GC（新生代GC）：对象大多朝生夕灭，发生频繁，快
• Major/Full GC（老年代GC）：经常伴随一次Minor GC。一般会比Minor慢十倍

GC日志中的Full GC仅代表此次GC过程中出现了stop the world

 

内存分配和回收策略：给对象分配内存和回收分配给对象的内存

• 对象优先在Eden分配  若Eden无空间先进行一次Minor GC
• 大对象直接进入老年代（尽量避免短命的大对象“长的字符串、数组等”）
• 长期存活的对象进入老年代
• 进入老年代的对象年限动态判断（相同年龄总和大于一半设限、高于则进入老年代）
• 检查老年代可用空间是否大于可能进入的对象平均大小，以此决定是否进行Full GC