最近忙于找工作和写论文，抽空给自己充点GC方面的知识。

GC基础

1. 什么是垃圾

品言生意，垃圾即是在程序运行过程中已经被使用完毕，且之后不需要再被使用的对象。

从java语言来讲，即是一个对象没有引用变量指向他，就代表该对象是一个内存垃圾。

对于这种不需要再使用的对象，应当在合适的时机予以删除，否则内存占用过多会导致溢出。

2. 如何定位垃圾

2.1. Reference Count（引用计数）

使用计数器记录对象的引用情况，当count = 0时代表没有对象引用，即此对象为垃圾。

但是计数方式不能解决循环引用的问题，比如两个对象互相引用，此时双方count都不会为0，但二者又确实时垃圾。

2.2 Root Searching（根节点的有向图搜索）

    首先说明那些是根节点：虚拟机栈， 本地方法栈中JNI引用的对象，方法区中类静态属性引用的对象，方法区的常量引用的对象。

从此图可以很容易的了解到： 从根节点进行遍历，能遍历到的点都是有引用变量指向的点，而遍历不到的就是垃圾。

3. GC算法（正真对垃圾进行处理的算法）

3.1 Mark-Sweep（标记清除）

找出垃圾，对垃圾部分的内存进行标记，然后删除。

特点：此种删除算法容易产生碎片，因为删除的位置不确定且不连续，所以删除后空出的空间不连续，导致一些大的数据无法存放在已经GC的内存位置。

3.2 Copying（拷贝）

将内存分为相同的两部分，正常使用时只使用其中的一半。在需要gc时，将正在使用空间的有效数据copy到另一半未使用的空间。

两个空间在gc时交替使用。

特点：没有碎片的产生，但浪费空间较多，使用率几乎只有一半。

3.3 Mark-Compact（标记压缩）

在回收垃圾时，将有用的对象拷贝到一起，形成一整片的连续存储的区域。

特点：没碎片，空间使用率高，但是效率低下，效率低下的原因是在移动的时候需要进行线程同步。

4. JVM的内存分带模型

4.1 新生代（存活对象少）：Eden + 2个suvivor区，后面有图示

4.2 老年代（存活对象多）

4.3 永久代（JDK 1.7）/ 元数据区（JDK 1.8）Metaspace

      1. 永久代 元数据 - 装载Class对象

      2. 永久代可以指定大小限制，元数据设不设置都可以，无上限（但受限于物理内存）、

      3. 字符串常量 1.7存放在永久代， 1.8存放在堆

5. 堆内存逻辑分区 

上图的数字为各个区内存大小的比例；

工作过程：（YGC和FGC不了解的可以看下面的知识补充）

1. 当new出对象时，默认在eden区找可以分配的内存，如果数据过大，则会直接放入老年代。

2. 新生代在执行YGC时，大多数的对象都会被回收。假如遇到不需要被gc的对象，则将其放入survivor区（survivor分为0，1两区）

    初次YGC，eden活着的对象装入survivor0；

    再次YGC，eden活着的对象 + 存活的survivor0 装入survivor1;

    再次YGC，eden活 + survivor1活 装入survivor0;

    年龄够老， 进入老年代；

    suvivor装不下，装不下的装入老年代；

    老年代装不下（顽固分子太多），使用FGC（尽量少使用）；

知识补充YGC（MinorGC）和FGC（MajorGC）： 1.YGC和FGC是什么    YGC ：对新生代堆进行gc。频率比较高，因为大部分对象的存活寿命较短，在新生代里被回收。性能耗费较小。    FGC ：全堆范围的gc。默认堆空间使用到达80%(可调整)的时候会触发fgc。以我们生产环境为例，一般比较少会触发fgc，有时10天或一周左右会有一次。 2.什么时候执行YGC和FGC    a.edn空间不足,执行 young gc    b.old空间不足，perm空间不足，调用方法System.gc() ，ygc时的悲观策略, dump live的内存信息时(jmap –dump:live)，都会执行full gc 3.YGC和FGC使用什么回收策略    YGC使用copy， FGC使用Mark-Compact (标记压缩）

 

6. 常见的垃圾回收器

              此图来源于：https://www.bilibili.com/video/BV1u5411e73q?from=search&seid=15568635766152370642

6.1 Serial （用于年轻代，单线程，串行回收）

官方解释：a stop-the-world, copying collector which uses a single GC thread,即停下所有一切，开一个单线程进行GC，直到GC完毕。

6.2 Parallel Scavenge(用于年轻代，多线程)

官方解释：a stop-the-world, copying collector which uses multiple GC threads,即停下一切，并行GC

6.3 ParNew（用于年轻代，多线程，可配合CMS使用）

官网解释：

1. a stop-the-world, copying collector which uses multiple GC thread;

2. It differs from "Parallel Scavenge" in that it has enhancements that make it usable with CMS;

3. For example, "ParNew" does the synchronization needed so that it can run during the concurrent phases of CMS;

6.4 SerialOld

相对于Serial，用于老年区

6.5 ParallelOld

用于老年期的并行

6.6 ConcurrentMarksSweep （老年代，并发的、垃圾回收和应用程序同时运行，降低STW时间（200ms））

6.7 G1(10ms 无新老之分)

6.8 ZGC(1ms 无新老之分)

6.9 shenandoah（无新老之分）

6.10 Eplison

用于老年代，不去stop-the-world。太复杂，我回头再去了解，补上知识点。

7. 如何了解生产环境下的垃圾回收器

JVM命令行参考：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html

JVM参数分类：标准： -开头，所有的HotSpot都支持

                         非标准： -X开头， 特定版本HotSpot支持特定命令

                         不稳定： -XX开头，可能要取消