关于java的垃圾回收机制,下面哪些结论,java支持的垃圾回收算法

　　00-1010垃圾收集简介内存溢出和内存泄漏概述垃圾收集算法标记阶段STW(Stop-the-World)回收阶段标记-清除算法复制算法标记-压缩算法三种算法的比较和总结

　　00-1010之前我们详细介绍了类加载，运行时数据区，执行引擎等等。在本节中，我们将了解另一个关键点，3360垃圾收集。

　　00-1010垃圾收集是java的招牌能力，大大提高了开发效率。java是自动垃圾收集，其他语言的则需要程序员手动收集。那么什么是垃圾呢？

　　垃圾是指在运行的程序中没有引用的对象，这个对象就是需要回收的垃圾。如果不及时清理内存中的垃圾，这些垃圾对象所占用的内存空间将被保留到应用程序结束，而保留的空间不能被其他对象使用。它甚至可能导致内存溢出。

　　在早期的C/C时代，垃圾是手动收集的，如果忽略了，就会导致内存泄漏。

　　这里有两个术语，内存溢出和内存泄漏。先解释一下这两个意思。

　　00-1010内存溢出：内存已满，内存不足。

　　内存泄漏3360程序中有未使用的对象(但GC无法判断为垃圾)，GC(垃圾收集)无法收集清理，导致这个空间一直被占用，无法释放。这就是内存泄漏。

　　一些提供close()的对象，例如，在JDBC连接不关闭等。而这些对象的累积会导致内存泄漏，最终导致内存溢出(泄漏逐渐蚕食内存)。

　　其实很多时候，一些不好的做法(或者疏忽)会导致对象的生命周期变长甚至OOM，这也可以称为广义的“内存泄漏”。

　　在单例模式下，单例的生命周期与程序的生命周期一样长。如果你持有一个对外部对象的引用，那么这个外部对象就不能被回收，这将导致内存泄漏。

　　那么GC主要关注收集哪个领域呢？

　　我们在前面的运行时数据区说过，可以总结为：频繁回收新区，较少回收旧区，基本不收集方法区(元空间)。

　　00-1010垃圾收集分为两个阶段，标记阶段和回收阶段。这两个阶段使用不同的算法思想来区分垃圾。让我们依次讨论它们。

　　00-1010清除垃圾首先要知道什么是垃圾，那么如何判断一个对象是不是垃圾呢？简单地说，当一个对象不再被任何幸存的对象引用时，它就是垃圾。

　　标记阶段有两种算法：引用计数算法和可达性分析算法。

　　引用计数算法

　　这个算法的思路很简单，就是用一个计数器。如果引用指向此对象，计数器将加1，引用无效计数器将减1。计数器为0意味着该对象可以被回收。

　　但是这个算法有一个严重的问题，也导致我们现在不再使用这个算法。3360无法处理循环依赖，这是致命缺陷。什么是循环依赖？

　　如图，引用P指向对象A，对象B指向对象C，对象C继续指向对象A，此时引用P设置为空。此时，这三个对象形成了一个依赖闭环，但是没有直接的引用指向它们。这时如果采用引用计数算法，这三个对象就不会为零，所以不会被回收，造成内存泄漏。

　　所以在这种情况下，我们提出

　　可达性分析算法(根搜索算法、跟踪垃圾收集)

　　与引用计数算法相比，可达性分析算法不仅具有实现简单、执行高效的特点，更重要的是能够有效解决引用计数算法中的循环引用问题，防止内存泄漏的发生。

　　基本思路如下：3360

　　1.可达性分析算法从根对象(GCRoots)开始，从上到下搜索由根对象集连接的目标对象是否可达。

　　2.使用可达性分析算法后，内存中幸存的对象会被根对象集直接或间接连接起来，搜索的路径称为引用链。

　　3.如果目标对象没有被任何引用链连接，则它是不可达的，这意味着该对象是死的，可以被标记为垃圾对象。

　　4.在可达性分析算法中，只有能够被根对象集直接或间接连接的对象才是幸存对象。

　　即从根对象开始搜索，如果目标对象的引用链不存在，则判断可以回收。

　　public static void main(String[]args){ list integer list=new ArrayList()；while(true){ list.add(new

　　Random().nextInt()); } }以上程序, list指向的对象作为根对象, 死循环生成的每个随机数都存在引用链, 所以此程序最终会导致内存溢出

public static void main(String[] args) { while(true){ Random r = new Random(); } }

上面的虽然存在引用指向, 但每次循环引用都会改变指向, 也就不存在引用链 , 所以每次都会被回收, 不会导致无法回收的问题

　　那么哪些对象可以作为根对象呢?

　　1.虚拟机栈中引用的对象 比如：各个线程被调用的方法中使用到的参数、局部变量等。

　　2.本地方法栈内 JNI（通常说的本地方法）引用的对象

　　3.方法区中类静态属性引用的对象,比如：Java 类的引用类型静态变量

　　4.方法区中常量引用的对象,比如：字符串常量池（StringTable）里的引用

　　5.所有被同步锁 synchronized 持有的对象

　　6.Java 虚拟机内部的引用。

　　7.基 本 数 据 类 型 对 应 的 Class 对 象 ，一些常驻 的 异 常 对 象 （ 如 ：NullPointerException、OutofMemoryError），系统类加载器。

　　总结就是 : 栈, 方法区 ,字符串常量池等地方对堆空间进行引用的，都可以作为 GC Roots 进行可达性分析

　　以上可作为根对象的都有这样的特点 : 活跃, 不可变,存活时间长, 在程序中至关重要. 例如: 静态成员等, 同步锁持有的对象等, 这些都是不能被随意回收的

　　另外在可达性分析算法枚举根节点(root 对象)时会产生STW(Stop-the-World) , 关于STW , 我们下面来介绍

STW(Stop-the-World)

指的是 GC 事件发生过程中，会产生应用程序的停顿。停顿产生时整个应用程序线程都会被暂停，没有任何响应，有点像卡死的感觉，这个停顿称为 STW。

　　我们再次回到上面的问题 , 执行可达性分析算法为什么需要停顿所有java执行线程呢(STW)?

　　因为对象的状态是不停变化了 , 如果在我们确定哪个对象是垃圾的时候, 此对象的状态还在不停变化时, 这样是没法分析的 , 此时我们去分析能保持一致性的一个快照(某一时间点的执行状态) ,从而得到一个比较准确的结果

　　需要注意的是, STW是无法避免的 , 和采用哪款GC也无关, 我们只能去尽量减少停顿的时间,STW 是 JVM 在后台自动发起和自动完成的。在用户不可见的情况下，把用户正常的工作线程全部停掉。

　　了解了这些, 接着我们来看回收阶段的算法

回收阶段

当GC识别了垃圾之后, 接着就是垃圾回收了, 这里采用了 3 种不同的算法,接着来介绍

标记-清除算法

顾名思义, 包括两个阶段 : 标记和清除, 不过此处的标记和垃圾标记阶段的标记可是不同的

　　标记：Collector 从引用根节点开始遍历，标记所有被引用的对象。一般是在对象的Header 中记录为可达对象。（注意：标记的是被引用的对象，也就是可达对象，并非标记的是即将被清除的垃圾对象）。

　　清除：Collector 对堆内存从头到尾进行线性的遍历，如果发现某个对象在其 Header 中没有标记为可达对象，则将其回收。

　　图示如下 :

　　这里也需要注意, 此清除也不是简单的清除, 发现了垃圾对象后, 会先维护一个空列表用来记录垃圾的地址,下次有新对象需要加载时，判断垃圾的位置空间是否够，如果够，就存放（也就是覆盖原有的地址）。

　　标记 - 清除算法比较基础容易理解, 另外它也有很多缺点 , 例如效率不高, GC时存在STW . 另外可以注意到, 这样做会造成空间不是连续的(空间碎片化) , 此时就需要一个空列表来记录这些地址

复制算法

为了解决标记 - 清除算法在效率方面的缺陷 , 复制算法采用将内存按容量划分的方式, 划分成大小相等的两块 , 每次只使用其中的一块. 算法思想如下 :

　　将正在使用的存活对象全部复制到另一块未被使用空间 , 摆放整齐 , 然后清空此空间所有对象

　　复制算法优点是 : 简单高效, 不会出现"碎片"问题

　　缺点当然也很明显 : 需要两倍的内存空间 , 开销较大 , 另外GC如果采用 G1 垃圾回收器的话 , 它将空间拆成了很多份, 如果采用复制算法, 还需要维护各区之间的关系

　　对于复制算法的思想而言, 如果对老年区采用此算法, 老年区对象较多,存活周期较长, 这时效率就会有点低 , 所以复制算法大多用于 young 区, 幸存者0 区和幸存者1 区之间的相互转换中

标记-压缩算法

上面我们说过, 复制算法相对于老年区来说, 效率就有点低了 , 所以针对老年区的回收, 就采用了标记 - 压缩算法 , 标记 - 清除算法虽然也可以应用于老年区, 但是效率低下, 容易产生内存碎片

　　算法思想 :

　　第一阶段和标记清除算法一样，从根节点开始标记所有被引用对象

　　第二阶段将所有的存活对象压缩到内存的一端，按顺序排放。之后，清理边界外所有的空间。

　　标记-压缩算法的最终效果等同于标记-清除算法执行完成后，再进行一次内存碎片整理，因此，也可以把它称为标记-清除-压缩（Mark-Sweep-Compact）算法 , 标记- 压缩是移动式的 , 将对象在内存中依次排列比维护一个空列表少了不少开销(如果对象排列整齐,当我们需要给新对象分配内存时，JVM 只需要持有一个内存的起始地址即可)

　　优点 : 相对于标记 -清除算法避免了内存碎片化 , 相对于复制算法, 避免开辟额外的空间

　　缺点 : 从效率上来说是不如复制算法的 , 移动时, 如果存在对象相互引用, 则需要调整引用的位置, 另外移动过程中也会有STW

三种算法的比较

复制算法是效率最高的 , 但是花费空间最大

　　标记 - 压缩算法虽然较为兼顾 , 但效率也变低, 比标记- 清除多了个整理内存的过程, 比复制算法多了标记的过程

总结

到此关于 jvm 的大部分已经讲述完了, 在后续会再补充两个部分 : 对象的finalize() 方法机制和对象的引用 ,感谢您的阅读与关注 ,谢谢 !!!

　　到此这篇关于Java超详细分析垃圾回收机制的文章就介绍到这了,更多相关Java垃圾回收内容请搜索盛行IT以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持盛行IT！

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