浅谈GC

浅谈GC

1、什么是GC

我们都知道，Java不同于C，C++的一点就是Java不需要手动回收垃圾资源，原因就是Java有GC

所以，什么是GC呢？

GC（Garbage Collection）就是垃圾收集的意思，我们在使用Java的时候不需要专门的编写内存回收和垃圾清理的代码，GC机制会自动帮你实现

2、怎么判断一个对象是否死亡

既然GC会自动帮我们清理垃圾，那么GC怎么知道哪些代码是要被清理的呢？

这点不要担心，GC在进行清理之前，首先会判断哪些对象已经死亡了。那么它是怎么判断的呢？

有两种方式：

​ （1）引用计数法

​ 每个对象在创建的时候给它添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器就加 1；当引用失效，计数器就减 1；任何时候计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的。

​ 但是这个方法很难解决对象之间的相互循环引用的问题

​ （2）可达性分析算法

​ 这个算法的基本思想就是通过一系列的称为 “GC Roots” 的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，节点所走过的路径称为引用链，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连的话，则证明此对象是不可用的。

​ 这里要注意：不可达的对象并非“非死不可”

​ 对象被真正宣告死亡需要两次标记，首先在可达性分析中不可达的对象被第一次标记，然后判断给对象是否需要执行finalize方法，当对象没有覆盖或者已经被调用过这个方法时，那么就不标记，否则就执行finalize方法，进行第二次标记。然后被回收

​ 什么是finalize方法

当对象不再被任何对象引用时，GC会调用该对象的finalize()方法

finalize()是Object的方法，子类可以覆盖这个方法来做一些系统资源的释放或者数据的清理

可以在finalize()让这个对象再次被引用，避免被GC回收；但是最常用的目的还是做cleanup

Java不保证这个finalize()一定被执行；但是保证调用finalize的线程没有持有任何user-visible同步锁。

在finalize里面抛出的异常会被忽略，同时方法终止。

当finalize被调用之后，JVM会再一次检测这个对象是否能被存活的线程访问得到，如果不是，则清除该对象。也就是finalize只能被调用一次；也就是说，覆盖了finalize方法的对象需要经过两个GC周期才能被清除。

3、什么是引用

上面一直在说引用，那什么是引用呢？

在JDK1.2以后，Java将引用分为强引用、软引用、弱引用、虚引用四种（引用强度逐渐减弱）

1．强引用

以前我们使用的大部分引用实际上都是强引用，这是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那就类似于必不可少的生活用品，垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java 虚拟机宁愿抛出 OutOfMemoryError 错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足问题。

2．软引用（SoftReference）

如果一个对象只具有软引用，那就类似于可有可无的生活用品。如果内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它，如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收，JAVA 虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

3．弱引用（WeakReference）

如果一个对象只具有弱引用，那就类似于可有可无的生活用品。弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程， 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java 虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

4．虚引用（PhantomReference）

"虚引用"顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收。

虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。

虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于： 虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。程序如果发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

特别注意，在程序设计中一般很少使用弱引用与虚引用，使用软引用的情况较多，这是因为软引用可以加速 JVM 对垃圾内存的回收速度，可以维护系统的运行安全，防止内存溢出（OutOfMemory）等问题的产生。

4、如何判断一个常量是废弃常量

没有对象引用该常量的时候，就说明是废弃常量了

5、如何判断一个类是无用的类

同时满足下面3个条件才能算无用的类：

​ （1）该类所有实例都被回收了，也就是说Java堆中不存在该类的任何实例

​ （2）加载各类的ClassLoader已经被回收了

​ （3）该类对应的java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

6、浅谈各种垃圾收集算法

​ 主要采用下面四种收集算法：标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法、分代收集算法

​ （1）标记-清除算法

​ 最直接的方法：将内存中要清除的对象标记出来，然后所有标记结束之后就统一回收被标记的对象

​ （2）复制算法

​ 将内存分为大小相同的两块，每次使用其中一块。当这一块使用完之后，将就还存活的对象复制到另一块去，然后在把使用的空间清理。

​ （3）标记-整理算法

​ 和第一个一样先标记所有要清理的对象，然后让所有存活的对象向一端移动，然后直接清理另一端的内存

​ （4）分代收集算法（重点）

​ 首先讲一下分代收集算法的堆空间基本结构：

​ 对象被创建之后在eden区。s0，s1是新生代区，tentired是老年代区

​ 大部分情况，对象都会首先在 Eden 区域分配，在一次新生代垃圾回收后，如果对象还存活，则会进入 s1(“To”)，并且对象的年龄还会加 1(Eden 区->Survivor 区后对象的初始年龄变为 1)，当它的年龄增加到一定程度（默认为 15 岁），就会被晋升到老年代中。对象晋升到老年代的年龄阈值，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设置。经过这次GC后，Eden区和"From"区已经被清空。这个时候，“From"和"To"会交换他们的角色，也就是新的"To"就是上次GC前的“From”，新的"From"就是上次GC前的"To”。不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。

​ 在新生代区，我们采用复制短发，因为新生代区每次收集都会有大量对象死去，使用复制算法更快

​ 在老年代区，我们采用标记-清除或标记-整理算法，因为老年代对象存活几率高

7、垃圾收集算法的具体实现

​ 常用的垃圾收集器：Serial收集器、ParNew收集器、Parallel Scavenge收集器、CMS收集器、G1收集器

参考了一个大神的总结：https://snailclimb.top/JavaGuide/#/java/jvm/JVM%E5%9E%83%E5%9C%BE%E5%9B%9E%E6%94%B6
这个大神写了好多Java有关的知识，大家可以都去看一下，受益颇多

最后

以上就是可爱豌豆为你收集整理的浅谈GC的全部内容，希望文章能够帮你解决浅谈GC所遇到的程序开发问题。

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