垃圾收集器与内存分配策略

一、GC收集器

1、GC回收需要思考的三件事:

a) 如何判断哪些内存需要回收?

b) 用什么回收?

c) 什么时候进行回收?

以下分别针对这个几个问题进行说明。

问题1:如何判断哪些内存需要回收?

判断方法有两种(HotSpot默认采用第二种):

1.引用计数算法

给对象添加一个引用计数器,每当一个地方引用它时,计数器值就加1;当引用失效时,计数器值就减1;任何时刻计数器都为0的对象就是不可能再被使用的。

2. 根搜索算法

通过“GC Roots”的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索,搜索所走过的路径称为引用堆,当一个对象到GCRoots 没有任何引用链相连,则证明此对象是不可用的。在java中可以做为GC Root对象的引用对象有下面几种:

虚拟机栈中引用的对象;

方法区中的类静态属性引用的对象;

方法区中常量引用的对象;

native方法引用的对象;

注:1) 每个对象的finalize()方法都只会被系统自动调用一次。

2) 在根搜索算法中不可达的对象,并不是“非死不可”的。这种对象可以进行自我拯救,在调用finalize()方法时将自己重新与引用链上的任何一个对象建立关联即可。但是如果面临对象的下一次回收,就无法进行自救了。

问题2:用什么回收?

用垃圾收集器进行回收,垃圾收集器基于垃圾算法进行垃圾回收的。

下面先介绍垃圾收集算法:

标记-清除算法(最基础算法、适用于老年代)

原理: 算法分为两个标记和清除两个阶段,首先标记(根搜索算法)出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。

缺点:效率问题,在标记和清除过程中的效率都不高;空间问题,标记清除之后会产生大量的碎片,给以后的运行程序无法分配连续的内存.

2.复制算法(适用于新生代)

原理: 将可用的内存按容量分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块,当这一块内存用完了,就将还存活着的对象复制到另一块上去,然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

标记-整理算法(适用于老年代)

标记过程基于标记-清除算法一样,后续步骤是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。

接下来介绍垃圾收集器:

1. Serial收集器(复制算法):最悠久的收集器。特性:单线程收集器,在进行垃圾收集时,必须暂停其他所有的工作线程,直到它收集结束(STW)。在Client模式下的虚拟机中选择Serial收集器是个很好的选择。

2. ParNew收集器(复制算法):Serial收集器的多线程版本。是许多运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器。

3. Parallel Scanvenge收集器(复制算法):并行又多线程的收集器,高吞吐量(运行代码时间/运行代码时间+垃圾收集时间)。

4. Serial old收集器(标记整理)

5. Parallel old收集器(标记整理算法):主要与Parallel scanvenge收集器进行合并使用。

6. CMS收集器(标记清除法)

二、内存分配与回收策略

1、对象优先在Eden分配;当Eden区没有足够的空间进行分配时,虚拟机将发起一次MinorGC(新生代GC)。

2、大对象直接进入老年代。(有参数设置允许分配最大对象的内存大小)

3、长期存活的对象将进入老年代。(默认年龄15,也可设置)

4、动态年龄判断:如果在Survivor空间中相同年龄所有对象的大小的综合大于 Survivor空间的一半,年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代(不受参数限制了)

5、空间分配担保

Minor GC时,vm会检测每次晋升老年代的平均大小是否大于老年代的剩余空间大小,如果大于,直接改为Full GC。如果小于,查看是否允许担保;如果允许则进行Minor GC;如果不允许则进行Full GC。(问题3:什么时候回收? )

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