Java GC机制

来源：互联网发布：身份证号码验证 java 编辑：程序博客网时间：2024/06/01 09:59

前计

JAVA相对于C++的一大好处是不用程序员自己进行new/delete 来手动管理内存了。虽然是好处，但这些年来，一直被人诟病，内存泄漏情况比较严重。打个比方，你有个自称很牛逼的管家说可以帮你搞定一切投资，刚开始你觉得很开心，自己不用做事情了。后来发现这管家总体来说还可以，但也存在吹牛逼的现象，有的时候他把你的资产漏掉一部分，这个时候估计你整个人都不爽了。

笔者开发的项目中曾经过一个用纯JAVA的写的的NOSql数据库Cassandra, 就是如此，作为数据库不能长久运行，不然就会内存泄漏到outofMemory, 然后挂掉，然后造成服务不可用。所以后来，我们利用该数据库的特性，为了保证由于内存泄漏造成的数据库服务宕机，我们写了个脚本，在每天夜里在保证整个服务不宕机的前提下，主动一个个重启这个数据库的节点。所以建议大家如果有条件的话，还是不要一上来就死扣Java GC回收，找泄漏点，可以尝试直接暴力重启，这样简单有效。（当然是在不影响服务的前提上。）

GC Roots

判定GC垃圾的方法是通过遍历GC ROOT ，然后查看对象是否被GC ROOT 链上引用。如果没有被GC ROOT 链上对象引用，那么即使有其他对象引用，也会被判断为垃圾。

GC Root 为：

类 --通过系统类加载器加载的类
线程 --活着的线程
栈 -- Java方法中的局部变量和参数
本地JNI -- Jni方法中的局部变量和参数
全局JNI -- 全局JNI的引用
监视器 -- 用于线程同步的监视器
一些被JVM自身引用的对象

分代回收

Java把内存分为年轻代和年老代，并实施分代回收策略。年老代存放存活时间比较长的区域。永久代存放一些类信息。

原因是：

1. 如果不分代，GC需要遍历内存中所有对象，做标记和压缩，这个效率会非常低。

2. Java的大多数对象是活的比较短的，生命期比较短暂。故前述的算法会比较低效。

年轻代回收

划代回收后，年轻代分为Eden区，Survivor 0, Survivor 1区。Survivor 区只有一个在使用。

为了加快内存分配，JVM使用了两种技术：

Bump-the-pointer：JVM跟踪在伊甸园空间创建的最后一个对象。这个对象会被放在伊甸园空间的顶部。如果之后再需要创建对象，只需要检查伊甸园空间是否有足够的剩余空间。如果有足够的空间，对象就会被创建在伊甸园空间，并且被放置在顶部。这样一来，每次创建新的对象时，只需要检查最后被创建的对象。这将极大地加快内存分配速度。

TLABs：如果我们在多线程的情况下，事情将截然不同。如果想要以线程安全的方式以多线程在伊甸园空间存储对象，不可避免的需要加锁，而这将极大地的影响性能。TLABs 是HotSpot虚拟机针对这一问题的解决方案。该方案为每一个线程在伊甸园空间分配一块独享的空间，这样每个线程只访问他们自己的TLAB空间，再与bump-the-pointer技术结合可以在不加锁的情况下分配内存。

年轻代回收可分为如下几个步骤。

1. 内存分配在Eden区

2. 当Eden区域满了以后，触发minor GC，把存活的对象全部复制到Survivor 0区，然后清空Eden区

3. 当Eden区域再次满了以后，把在Survivor 0区和Eden区的存活对象，全部复制到Survivor 1区。然后清空Eden和Survivor 0, 同时Survivor 0作为备选区。每一次复制到Survivor区，对象年龄加一

4. 当Eden区域再次满了以后，重复3的动作，只不过备选区发生切换。3和4如此反复。

5. 在处理步骤3和4的时候，存活时间长的会被promte到年老区。如果是大对象，会被直接放到年老区。