java垃圾回收机制及其回收算法

GC垃圾回收：

    jvm按照对象的生命周期，将内存按“代”划分（将堆划分为多个地址池）：新生代、老年代和持久代（jdk1.8后移除持久代）；

    在JVM中程序(PC)计数器、JAVA栈、本地方法栈3个区域随线程而生、随线程而灭，因此这几个区域的内存分配和回收都具备确定性，就不需要过多考虑回收的问题，因为方法结束或者线程结束时，内存自然就跟随着回收了。而堆和方法区则不一样，这部分内存的分配和回收是动态的，正是垃圾收集器所需关注的部分。

    java中新创建的对象会先被放在新生代区域，该区域对象使用频繁，jvm会在该区域使用不同算法回收一定的短期对象，如果某些对象使用次数达到一定限制后，那么该对象就会被放入老年代区域，老年代区域要比新生代区域更大一些（堆内存大部分分配给了老年代区域），而持久代保存的是类的元数据、常量、类静态变量等。  

方法区和永久代的区别：

   对于方法区和永久代的区别的话，人们一直将它们看作一个部件，其实永久代实现了方法区，比作java中类的话，永久代就是接口实现类，方法区就是接口。

堆内存模型分析：

   根据jvm内存模型来看，jvm将堆分为新生代和老年代，而在新生代中又可以分为Eden与Survivor两部分，两者默认呈4:1的比例分配内存，而在survivor中又可分为两部分；

何时进行GC操作呢？

    首先何时进行回收并不是人为就能控制的，这是由jvm控制的，我们只能说什么样的对象是符合GC的，那么最容易想到的就是当对象没有引用的时候（赋值为null），而具体的过程就要提到两种gc方式：minor gc（在新生代时）和full gc（在老年代时）；当新生代中的Eden区满了的时候，执行minor gc；当进入老年代的对象大于老年代剩余空间时执行full gc（老年代快满时）。为避免在Eden区和两个Survivor区发生大量的内存拷贝大对象，而让大对象直接进入老年代，如很长的字符串数组，虚拟机提供一个-XX:PretenureSizeThreadhold参数，令大于这个参数值的对象直接在老年代中分配。

回收的是什么呢？（如何判断一个对象可回收）

    当然是没用的对象，那具体怎么就能判断一个对象没用呢？这就引入了根搜索算法，从根节点GC Roots向下寻找，只要是能寻找到的对象均是有用对象，其余的对象均是可回收对象(如果不能有效回收对象则会造成内存泄漏，这个时候我们可以通过GC Roots来查看对象路径，来分析如何解决)

finalize()和System.gc()方法介绍：

    提到GC就要提到finalize()方法，该方法是在jvm确定了一个对象符合GC的条件下执行的，用于对一些外部资源的释放等操作，但是何时对这个对象回收我们就不知道了；需要注意的是在jvm调用了该方法后，这个符合GC的对象也不一定最后就被回收了，因为在执行了finalize()方法后由于在方法体给对该方法进行了一些操作，使得该对象不符合GC的条件，例如将一个引用指向这个对象，最终导致该对象不会被GC，但这也只能求这个对象依次。

    同样还有System.gc()方法，这个方法的调用，jvm也不会立即执行对对象的回收，gc()仅仅是提醒jvm可以回收该方法了，但实际上要根据jvm内存需求来确定何实回收这个可以回收的对象。

那么gc()和finalize()的区别是什么呢？

    首先finalize()方法是jvm调用的，但是在回收期间不一定每个对象都会调用这个方法进行收尾工作，这也是这个方法不被提倡使用的原因。而System.gc()方法可以人为调用进行标记一个对象可以被回收。

最后我们从何时回收对象比较，finalize()标记的对象是在被标记后的第二次回收时进行回收，而System.gc()方法没有这种规定，它只是被标记，何时回收由jvm决定。

代码示例:

public class Test {
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
super.finalize();
System.out.println("调用");
}
public static void main(String[] args){
Test test = new Test();
test=null;
System.gc();
}
}

分析：

    我们这里创建了Test类并重写了finalize()方法，然后我在主方法里创建了一个Test对象，并使其引用为空（此时符合回收条件）我们先调用System.gc()

结果：

    调用

    我们发现执行了finalize()方法，OK，我们现在将System.gc()注释掉，我们会发现并没有输出“调用”，也就是没有调用finalize()方法，这就是不一定每个垃圾对象jvm都会自动调用finalize()方法。

在Java语言中，可作为GC Roots的对象包括下面几种：

  a) Java栈中引用的对象（栈帧中的本地变量表）；

  b) 方法区中类静态属性引用的对象；

  c) 方法区中常量引用的对象；

  d) 本地方法栈中JNI（Native方法）引用的对象。

常见的回收算法分析：

1. 标记-清除算法（Mark-Sweep）

从根节点开始向下扫描，将能够查询到的对象进行标记，然后回收未标记处即可；会产生大量内存碎片；

1. 复制算法（Copying）

将整个内存分为两部分，一部分用来为对象分配内存，另一部分用来将存活的对象复制过去，方便回收可回收对象（复制过去后，直接回收另一部分的所有对象即可）；适用于存活对象少，大量短期对象的情况。(因为复制大量存活的对象很花费时间)

1. 标记-整理算法（Mark-Compact）

与标记-清除算法相同，都是先标记从GC Roots向下查询到的对象，然后对未标记的对象进行回收，但是不同的是标记-整理算法最后会将所有存活对象整理到一端，减少了内存碎片

1. 分代收集算法（Generational Collection）

    jvm根据对象的生命周期将堆内存按"代"分为新生代和老年代，所有jvm可以在对象的不同生命周期可以根据实际情况使用不同的回收算法，这样有利于提高回收效率和成本

• 在新生代中，每次垃圾收集都发现有大批对象死去，只有少量存活，则使用复制算法；如果对堆内存有一定的了解的话，我们知道新生代内存被分为一个较大的Eden区和两个较小的Survivor区，每次只使用Eden区和一个Survivor区，当回收时将Eden区和Survivor还存活着的对象一次性的拷贝到另一个Survivor区上，最后清理掉Eden区和刚才使用过的Survivor区，Eden和一个Survivor的默认比例是8：1。
• 老年代中因为对象存活率高、没有足够大的额外空间对存活的对象进行复制，就必须使用“标记—清理”或者“标记—整理”算法来进行回收。

未完待续...

最后

以上就是勤恳战斗机为你收集整理的java垃圾回收机制及其回收算法的全部内容，希望文章能够帮你解决java垃圾回收机制及其回收算法所遇到的程序开发问题。

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