轻松理解Java垃圾回收

垃圾回收的概念：

在jvm中，堆内存和垃圾回收器这两个部分和垃圾回收相关。堆内存是运行时用来存储实例对象和数据的空间。垃圾回收只运行在堆区上。

 

在堆区和对象空间，把对象根据存活的周期，把对象分成3部分。

1. 年轻代

2. 老年代

3. 永久代

对象被回收的规则：当一个对象不被引用了，那么它就是可以被回收的对象。public static void main(String[]args) {

String s1="a";//"a"被s1所依赖，s1被栈区所依赖

String s2="b";//s1已经从栈区弹出，这时"a"已经无人引用，"a"已经可以被回收

String s3="c";

}

eden

s0

s1

tenured

permanent

年轻区

老年区

永久区

年轻区：

Eden：所有的实例运行时最初的部分会分配到eden区。

S0：eden区中经过一次垃圾回收之后依然存活的对象，会被转移到s0区

S1：s0区中再经过一次垃圾回收之后依然存活的对象，会被转移到s1区，如果s0满了，s1区也会转存一部分s0区的对象

老年区：s0，s1几轮迭代后依然存活的对象。

永久区：元数据，方法等等（jdk1.8中已经移除了永久区）

 

垃圾回收机制：

Java的垃圾回收是一个自动运行的管理程序，通过gc的自动执行，jvm将程序员从申请和释放内存的繁重操作中解放出来。

 

GC是一个自动执行的进程，程序员不需要在代码中主动初始化gc。Java提供了System.gc

()方法请求jvm调用gc。

 

GC提供给程序员调用gc的机会。但是，jvm在执行这条命令的时候，它只会把这条命令当作是一个建议。因此手动调用gc不能保证这些请求会真的执行垃圾回收。Jvm会根据对内存中的eden区的实际使用情况，做出决定。

Jvm的规范把执行的选择权留给了各个版本的jvm的具体实现。

 

垃圾回收的流程：

1. 对象存放到eden区。

2. 如果对象没有被回收，会放到s区。

3. 如果对象在s区依然存活，则会放到t区。

4. 在t区，对象失去引用，则最后会被回收。

 

垃圾回收机制的各个区的详解：

Eden区：一个对象被创建的时候，它最初是被存放在堆内存的年轻代的eden区中。

S区（s0和s1）：eden区中的对象被回收过几轮之后，还存活的部分，会被从eden区转移到s0区。S0的对象回收过几轮之后，会被转移到s1区。

无用的对象会被立刻被打上标记，垃圾回收会根据标记来决定对象是继续留在原地，还是被转移到其他区或者是被回收。

O：老年代或者永久区的对象遵循的是另一套逻辑。当gc扫描年轻代区域的时候，s1区中的还活着的对象会被放到O区中。S1区中没有被应用的对象，会被立即删除。

Mayor GC：在java垃圾回收的最后一个阶段，如果发现对象没有任何引用，对象会被立即删除。

 

从上可以看出，生存周期越长的对象，被gc扫描的频率就越低。

碎片的概念：

一旦实例在堆区中被删除，它们原来的位置就空出来以供后面的对象使用。但是这些闲暇空间的操作，必然会产生很多空隙，这些空隙就是内存碎片。

为了更快更有效率的重新利用内存，就需要对内存做去碎片化操作，此操作是由GC完成。根据不同的GC的策略，被回收的内存会被独立的内存压缩程序所整合。

 

Java中提供了4种垃圾回收器：

1. Serial Garbage Collector：顺序回收

2. Parallel Garbage Collector：并行回收

3. CMS Garbage Collector：并发标记回收

4. G1 Garbage Collector：网格化回收

 

Serial Garbage Collector：它是为但线程场景设计，只使用一个线程。它启动的时候会暂停所有应用线程。它适合简单的命令行程序。

使用-XX:+UseSerialGC参数

 

Parallel Garbage Collector：并发多线程垃圾回收器。它是jvm的默认回收器。与Serial不同的是，它是使用多个线程来执行垃圾回收工作。它在执行垃圾回收的时候，也是需要暂停所有应用线程。

 

CMS Garbage Collector：并发标记回收（concurrent mark sweep），使用多个线程扫描对内存标记可以被回收的对象，清除标记对象。

CMS只在两种情况下需要暂停应用线程：

1. 在老年区中标记引用对象的时候

2. 在做垃圾回收的时候，堆内存有变化

CMS比其他两种gc拥有更高的并发吞吐量，CMS需要占用更高的CPU性能。

使用-XX:+UsePalNewGC参数

 

G1 Garbage Collector：G1垃圾回收器适用于更大的堆内存。它将内存划分成不同的区块，对各个区块分别进行回收工作。G1在回收空间之后会会立刻对堆空间的空闲空间进行整合。CMS也有内存整合，但需要停止所有线程后执行内存整合工作（STW，stop the

world）。而G1可以对不同的区间根据优先级进行整合。

使用-XX:+UseG1GC参数

 

JVM的优化参数：

 

1.-Xms：设置堆区的初始大小

2.-Xmx: 设置堆区的最大值

3.-Xmn: 设置年轻代的大小

4.-XX:PermSize:设置永久代的初始大小

5.-XX:MaxPermSize:设置永久代的最大值

JVM参数实例：

java –Xms10m –Xmx100m –Xmn1m -XX:PermSize20m -XX:MaxPermSize20m -XX:+UseSerialGC JavaApp

 

java的垃圾判断和回收托管的特征：

GC什么时候会回收一个对象呢？

1. 对象没有引用

2. 作用域发生了未被捕获的异常

3. 程序在作用域正常结束

4. 程序运行了System.exit(0);

5. 程序意外终止（被杀进程等等）

 

Jvm的内存泄漏：

1. 循环引用（1.2之后就被解决了）

2. 调用对象和被调用对象的生命周期不一致（良好的编程习惯）

3. gc在执行回收操作的时候发生异常，这个异常往往是重写finalize方法引发的。