由JVM引发的思考_GC算法与种类

来源：互联网发布：初中微机考试模拟软件编辑：程序博客网时间：2024/06/05 08:11

一 GC的概念

n Garbage Collection 垃圾收集

n 1960年 List 使用了GC

n Java中，GC的对象是堆空间和永久区

二 GC算法

2.1 引用计数法

n 老牌垃圾回收算法

n 通过引用计算来回收垃圾

n 使用者 COM,ActionScript3,Python

算法描述:引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器就加1，当引用失效时，引用计数器就减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象A就不可能再被使用。

n 引用计数法的问题

1 引用和去引用伴随加法和减法，影响性能

2 很难处理循环引用

2.2 标记清除

n 标记-清除算法是现代垃圾回收算法的思想基础。标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。一种可行的实现是，在标记阶段，首先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象。因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。然后，在清除阶段，清除所有未被标记的对象。

如上图所示，从根节点开始被标记的对象都是存活的对象，未被标记的空白对象我们可以看做是空的对象，黑色部分是没有被标记的垃圾，也就是将要被回收的对象。

2.3 标记压缩

标记-压缩算法适合用于存活对象较多的场合，如老年代。它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。和标记-清除算法一样，标记-压缩算法也首先需要从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但之后，它并不简单的清理未标记的对象，而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后，清理边界外所有的空间。

如上图所示，我们把从根节点开始的存活，标记过的对象，压缩到一端以后，再进行垃圾回收。

2.4 复制算法

与标记-清除算法相比，复制算法是一种相对高效的回收方法，不适用于存活对象较多的场合如老年代，将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中，之后，清除正在使用的内存块中的所有对象，交换两个内存的角色，完成垃圾回收

如上图所示，由于老年代是比较活跃的对象直接拷贝到s2区不太适合，还有就是大对象直接考过去不利于s2区复制的充分利用，所以首先从eden区把大对象，s1区的幸存者放到老年代，再对eden,s1做回收。

由复制算法可以看出，新生代显示地址是15M，却为什么只有13M,因为s1,s2区是大小相等的，总有一个区是供给给复制算法进行垃圾回收占用的，所以可用的新生代就只能是eden区，与幸存区s1或者s2中的一块。

分代思想

依据对象的存活周期进行分类，短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。

根据不同代的特点，选取合适的收集算法

1.少量对象存活，适合复制算法

2.大量对象存活，适合标记清理或者标记压缩

GC算法总结

n 引用计数

没有被Java采用

n 标记-清除多用于老年代

n 标记-压缩多用于老年代

n 复制算法

– 新生代

三可触及性

所有的算法，需要能够识别一个垃圾对象，因此需要给出一个可触及性的定义。

n 可触及的

– 从根节点可以触及到这个对象

n 可复活的

– 一旦所有引用被释放，就是可复活状态

– 因为在finalize()中可能复活该对象

n 不可触及的

– 在finalize()后，可能会进入不可触及状态

– 不可触及的对象不可能复活

– 可以回收

举例

public class CanReliveObj {         publicstatic CanReliveObj obj;         @Override         protectedvoid finalize() throws Throwable {             super.finalize();             System.out.println("CanReliveObjfinalize called");             obj=this;         }         @Override         publicString toString(){             return "I am CanReliveObj";         }  public static void main(String[] args)throws    InterruptedException{obj=newCanReliveObj();obj=null;   //可复活System.gc();Thread.sleep(1000);if(obj==null){             System.out.println("obj 是 null");}else{             System.out.println("obj 可用");}System.out.println("第二次gc");obj=null;    //不可复活System.gc();Thread.sleep(1000);if(obj==null){System.out.println("obj是 null");}else{System.out.println("obj 可用");}}

如上代码段所示，在同一个对象调用第一次GC的时候，可能会由于finalize的方法进行了复活，但是如果说再次调用的时候，清空再被调用的时候可能就无法复活，而进入回收状态了。

经验：避免使用finalize()，操作不慎可能导致错误。

优先级低，何时被调用，不确定，何时发生GC不确定

可以使用try-catch-finally来替代它.

根

栈中引用的对象

方法区中静态成员或者常量引用的对象（全局对象）

JNI方法栈中引用对象

四 Stop-The-World

Java中一种全局暂停的现象,全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互,多半由于GC引起,Dump线程,死锁检查,堆Dump。

n GC时为什么会有全局停顿？

– 类比在聚会时打扫房间，聚会时很乱，又有新的垃圾产生，房间永远打扫不干净，只有让大家停止活动了，才能将房间打扫干净。

n 危害

– 长时间服务停止，没有响应

– 遇到HA系统，可能引起主备切换，严重危害生产环境，可能出现两台同时启动。

如下程序例子:

public static class PrintThread extendsThread{         publicstatic final long starttime=System.currentTimeMillis();         @Override         publicvoid run(){                   try{                            while(true){                                     longt=System.currentTimeMillis()-starttime;                                     System.out.println("time:"+t);                                     Thread.sleep(100);                            }                   }catch(Exceptione){                                              }         }}

每100毫秒打印一次时间，程序启动以后自动执行不中止。

配置如下参数

-Xmx512M -Xms512M -XX:+UseSerialGC-Xloggc:gc.log -XX:+PrintGCDetails -Xmn1m -XX:PretenureSizeThreshold=50 -XX:MaxTenuringThreshold=1

public static class MyThread extendsThread{         HashMap<Long,byte[]>map=new HashMap<Long,byte[]>();         @Override         publicvoid run(){                   try{                            while(true){                                     if(map.size()*512/1024/1024>=450){                                               System.out.println(“=====准备清理=====:"+map.size());                                               map.clear();                                     }                                                                         for(inti=0;i<1024;i++){                                               map.put(System.nanoTime(),new byte[512]);                                     }                                     Thread.sleep(1);                            }                   }catch(Exceptione){                            e.printStackTrace();                   }         }}

如上面的代码块所示，每秒产生一个byte数组，直到堆内存大小超过450M的时候清空一下内存。见证奇迹的时刻到了，来看我们的程序是怎么回收的