垃圾收集器与内存分配策略

内存分配和回收原则

对象优先在Eden区分配

大对象直接进入老年代

长期存活的对象进入老年代

什么是内存泄漏

不再使用的对象在系统中未被回收，内存泄漏的积累可能会导致内存溢出

自动垃圾回收与手动垃圾回收

自动垃圾回收：由虚拟机来自动回收对象，优点是降低程序员实现难度；可能无法及时进行内存回收；

手动垃圾回收：由程序员实现对象的删除，优点是能够及时回收内存，编写不当可能会出现空指针，重复释放，内存泄漏的问题

线程私有区域的垃圾回收

线程私有的部分，是随着线程的创建而创建，随着线程的销毁而销毁，方法的栈帧在执行完方法之后会自动弹出栈并释放掉内存。

方法区的回收

方法区回收的内容主要是不再使用的类

判定一个类是否能够卸载，需要满足这几个条件：

1、此类所有实例对象都已经被回收，在堆中不存在任何该类的实例对象以及子类对象。

2、加载该类的类加载器已经被回收。

3、该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用。

堆回收

如何判断能否回收

Java中的对象能否被回收，根据对象是否被引用决定，如果对象被引用了，说明对象还在使用，不允许回收。那怎么判断对象有没有被引用呢？常见的有两种判断方法，引用计数法和可达性分析法。

引用计数法为每个对象维护一个引用计数器，当对象被引用时加1，取消引用时减1

优点是使用简单，缺点有两个，一个是每次引用和取消引用需要维护引用计数器，对系统性能有一定影响。另一个是存在循环引用的问题，当对象A应用对象B，B引用对象A时，会出现对象无法回收的问题。

可达性分析算法是指通过GC Roots对象作为起点，从这些节点向下搜索，节点所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots之间没有任何引用链相连，那么该对象是可以被回收的，否则不能被回收。

?可被当作GC Root对象有哪些呢？

线程Thread对象。

系统类加载器加载的java.lang.Class对象。

监视器对象，用来保存同步锁synchronized关键字持有的对象。

本地方法调用时使用的全局对象。

几种常见的对象引用

强引用：当我们声明一个变量并指向某个实例时，就是强引用，存在强引用关系的对象是不会被回收，内存空间不足时候，会抛出OutOfMemoryError

软引用：是指在内存不足时回收，当内存空间不足时，垃圾回收器会回收它。

弱引用：当垃圾回收器发现只具备弱引用的对象，不论是否内存充足，都会回收它

虚引用：不能通过虚引用对象获取到包含的对象。作用是当对象被垃圾回收器回收时可以接收到对应的通知。

垃圾回收算法

标记-清除算法

标记可达对象(即存活对象)，清除未被标记对象

缺陷有两点，效率低和造成内存碎片

复制算法

将内存分成两部分，每次只使用其中一部分，当使用完毕，将存活对象复制到另一部分，然后清除掉使用过部分

缺陷有两点，内存变小；不适合老年代(老年代存活对象多，复制性能差)

标记-整理算法

标记存活对象，将存活对象向另一端移动，清理掉边界外内存

优点：避免内存碎片。

缺点：存活的对象多，移动耗时长。

HotSpot虚拟机为什么要分为新生代和老年代

可以依据各个年代特点进行垃圾回收，新生代，每次垃圾收集，大量对象会死去，因此采用标记-复制算法，只需复制少量存活对象。老年代，对象存活时间久，因此使用标记-清除算法，清楚了少量死亡对象，或者标记-整理算法

分代假说

1.弱分代假说：大多数对象存活时间短。

2.强分代假说：熬过越多次的垃圾回收，就越难以被回收。

3.跨代引用假说：跨代引用的对象占少数。

垃圾收集器

Serial：新生代收集器，采用标记-复制算法

Serial?Old：老年代收集器，采用标记-整理算法

ParNew：新生代多线程并行收集，Serial多线程版本，使用标记-复制算法

Parallel Scavenge：新生代多线程收集器，采用标记-复制算法，专注于吞吐量。（吞吐量 = 运行用户代码时间 / (运行用户代码时间+垃圾收集时间) ），其他收集器则关注于用户停顿时间。

Parallel Old：老年代收集器，Parallel Scavenge老年代版本，采用标记-整理算法

CMS收集器：

? ? ? ? 步骤：1.初始标记：标记与GC Roots直接关联的对象

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.并发标记：遍历整个对象图

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3.重新标记：并发标记期间，用户线程继续运行，会导致一部分标记变动，因此需要修正。

? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.并发清除：清楚死亡对象。

? ? ? ? 缺点：1.占用资源

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.并发清除阶段，用户线程继续运行，此时也会产生垃圾对象，导致无法清除，这部分垃圾称为浮动垃圾。

? ? ? ? ? ? ? ? ? 3.采用标记-清除算法，产生内存碎片。

Garbage First收集器：之前的收集器垃圾回收的范围很大，(新生代，老年代，Java堆)，而这个收集器将Java堆分成很多个相等大小的Region，Region可以扮演新生代空间，或者是老年代空间，而垃圾回收时候，回收的标准是哪块垃圾多，回收价值高，就回收哪块。

? ? ? ? 步骤：1.初始标记：标记与GC Roots直接关联的对象

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.并发标记：遍历整个对象图

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3.最终标记：处理并发标记期间遗留的记录

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.筛选回收：对Region按照回收价值排序，考虑用户停顿时间，制定回收计划，进行回收。

JDK8默认垃圾收集器

Parallel Scavenge(新生代) + Parallel Old(老年代)

未完待续