JAVA——GC

GC(资源回收机制)

一、GC工作机制

分配对象使用new关键字，对象创建时，GC就开始监控这个对象的地址、大小以及使用情况.

 

释放对象时，只要将对象所有引用赋值为null，让程序不能够再访问到这个对象，我们称该对象为"不可达的".GC将负责回收所有"不可达"对象的内存空间.

 

GC采用有向图的方式记录和管理堆（heap）中的所有对象，回收算法不固定，时间不固定.

 

GC在JVM中通常是由一个或一组进程来实现的，它本身也和用户程序一样占用heap(堆)空间，运行时也占用CPU.当GC进程运行时，应用程序停止运行.

 

GC工作表现： GC运行时间长，java程序停顿时间长，回收率高，内存占用率低

GC工作时间短，java程序不卡顿，回收率低

GC回收算法设计：平衡停顿时间和回收率

 

增量式GC：

　　　增量式GC就是通过一定的回收算法，把一个长时间的中断，划分为很多个小的中断，通过这种方式减少GC对用户程序的影响

算法：Train GC算法：

　　　将堆中的所有对象按照创建和使用情况进行分组（分层），将使用频繁高和具有相关性的对象放在一队中，随着程序的运行，不断对组进行调整，先回收最近很少访问可回收的对象或对象组

 

二、程序如何与GC进行交互

引用强度：可达对象（被使用）>Soft>Weak>Phantom>不可达对象（NULL）

import java.lang.ref包：

SoftReference ：只有在内存不够时，才回收这类内存，通过算法检查---->实现常用图片的缓存，实现Cache的功能，保证最大限度的使用内存而不引起OutOfMemory

WeakReference ：Weak引用对象更容易、更快被 GC回收，GC在运行时一定回收Weak对象---->Weak引用对象常常用于Map结构中，引用数据量较大的对象，一旦为Null，立即回收

PhantomReference：不常用，辅助 finalize函数(只能执行一次)的使用，覆写Phantom对象的clear()方法以增加GC灵活性

 

三、编程习惯

尽早释放无用对象的引用，包括集合数据类型

尽少采用finalize方式回收资源

若需要使用经常使用的图片，可以使用soft应用类型，可以尽可能将图片保存在内存中，供程序调用，而不引起OutOfMemory.

注意全局变量和静态变量的使用，避免引起悬挂对象，造成内存浪费

System.gc（）

使用增量式GC

 

四、堆内存：(队列)

　　　作用：程序运行时动态申请某个大小的内存空间

　　　新生代：刚刚新建的对象在Eden中，经历一次Minor GC，Eden中的存活对象就会被移动到第一块survivor space S0，Eden被清空；等Eden区再满了，就再触发一次Minor GC，Eden和S0中的存活对象又会被复制送入第二块survivor space S1。S0和Eden被清空，然后下一轮S0与S1交换角色，如此循环往复。如果对象的复制次数达到16次，该对象就会被送到老年代中

　　　老年代：如果某个对象经历了几次垃圾回收之后还存活，就会被存放到老年代中

 

五、GC回收算法

1.追踪回收算法（tracing collector）：

从根结点开始遍历对象的应用图。同时标记遍历到的对象。遍历完成后，没有被标记的对象就是目前未被引用，可以被回收。

2.压缩回收算法（Compacting Collector）?

把堆中活动的对象集中移动到堆的一端，就会在堆的另一端流出很大的空闲区域。这种处理简化了消除碎片的工作，但可能带来性能的损失。

3.复制回收算法（Coping Collector)

把堆均分成两个大小相同的区域，只使用其中的一个区域，直到该区域消耗完。此时垃圾回收器终端程序的执行，通过遍历把所有活动的对象复制到另一个区域，复制过程中它们是紧挨着布置的，这样也可以达到消除内存碎片的目的。复制结束后程序会继续运行，直到该区域被用完。

但是，这种方法有两个缺陷:

　　　（1）对于指定大小的堆，需要两倍大小的内存空间，

　　　（2）需要中断正在执行的程序，降低了执行效率

4.按代回收算法（Generational Collector)?

把堆分成若搞个子堆，每个子堆视为一代，算法在运行的过程中优先收集“年幼”的对象，如果某个对象经过多次回收仍然“存活”,就移动到高一级的堆，减少对其扫描次数

 

六、Java内存

1.私有内存区：私有内存区伴随线程的产生而产生，一旦线程中止，私有内存区也会自动消

(1)程序计数器

(2)虚拟机栈： 栈帧存储局部变量表(基本数据类型、对象引用、返回地址)、操作数栈、动态链接、方法返回地址和一些额外的附加信息。程序执行时栈帧入栈；执行完成后栈帧出栈

(3)本地方法栈：执行本地方法

2.共享内存区：

(1)方法区：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。但是已经被最新的 JVM 取消了。现在，被加载的类作为元数据加载到底层操作系统的本地内存区

(2)Java堆：所有线程共享，几乎所有的对象实例和数组都在这类分配内存