深入JVM内核--GC算法和种类-白红宇

深入JVM内核--GC算法和种类

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发布时间：2019-06-20

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GC的概念

Garbage Collection 垃圾收集

1960年 List 使用了GC

Java中，GC的对象是堆空间和永久区

引用计数法

老牌垃圾回收算法

通过引用计算来回收垃圾

使用者
- COM
- ActionScript3
- Python

引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器就加1，当引用失效时，引用计数器就减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象A就不可能再被使用。

引用计数法的问题
- 引用和去引用伴随加法和减法，影响性能
- 很难处理循环引用

标记-清除

标记-清除算法是现代垃圾回收算法的思想基础。标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。一种可行的实现是，在标记阶段，首先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象。因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。然后，在清除阶段，清除所有未被标记的对象。

标记-压缩

标记-压缩算法适合用于存活对象较多的场合，如老年代。它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。和标记-清除算法一样，标记-压缩算法也首先需要从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但之后，它并不简单的清理未标记的对象，而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后，清理边界外所有的空间。

复制算法

与标记-清除算法相比，复制算法是一种相对高效的回收方法

不适用于存活对象较多的场合如老年代

将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中，之后，清除正在使用的内存块中的所有对象，交换两个内存的角色，完成垃圾回收

复制算法的最大问题是：空间浪费整合标记清理思想

分代思想

依据对象的存活周期进行分类，短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。

根据不同代的特点，选取合适的收集算法
- 少量对象存活，适合复制算法
- 大量对象存活，适合标记清理或者标记压缩

GC算法总结整理

可触及性

可触及的
- 从根节点可以触及到这个对象

可复活的
- 一旦所有引用被释放，就是可复活状态
- 因为在finalize()中可能复活该对象

不可触及的
- 在finalize()后，可能会进入不可触及状态
- 不可触及的对象不可能复活
- 可以回收

public class CanReliveObj {    public static CanReliveObj obj;    @Override    protected void finalize() throws Throwable {        super.finalize();        System.out.println("CanReliveObj finalize called");        obj=this;    }    @Override    public String toString(){        return "I am CanReliveObj";    }public static void main(String[] args) throws     InterruptedException{obj=new CanReliveObj();obj=null;   //可复活System.gc();Thread.sleep(1000);if(obj==null){    System.out.println("obj 是 null");}else{    System.out.println("obj 可用");}System.out.println("第二次gc");obj=null;    //不可复活System.gc();Thread.sleep(1000);if(obj==null){System.out.println("obj 是 null");}else{System.out.println("obj 可用");}}}

CanReliveObj finalize called

obj 可用

第二次gc

obj 是 null

经验：避免使用finalize()，操作不慎可能导致错误。

优先级低，何时被调用，不确定
- 何时发生GC不确定

可以使用try-catch-finally来替代它

根
- 栈中引用的对象
- 方法区中静态成员或者常量引用的对象（全局对象）
- JNI方法栈中引用对象

Stop-The-World
- Java中一种全局暂停的现象
- 全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互
- 多半由于GC引起
  - Dump线程
  - 死锁检查
  - 堆Dump

GC时为什么会有全局停顿？
- 类比在聚会时打扫房间，聚会时很乱，又有新的垃圾产生，房间永远打扫不干净，只有让大家停止活动了，才能将房间打扫干净。

危害
- 长时间服务停止，没有响应
- 遇到HA系统，可能引起主备切换，严重危害生产环境。

public static class PrintThread extends Thread{    public static final long starttime=System.currentTimeMillis();    @Override    public void run(){        try{            while(true){                long t=System.currentTimeMillis()-starttime;                System.out.println("time:"+t);                Thread.sleep(100);            }        }catch(Exception e){                    }    }}

public static class MyThread extends Thread{    HashMap
     
       map=new HashMap
      
       ();    @Override    public void run(){        try{            while(true){                if(map.size()*512/1024/1024>=450){                    System.out.println(“=====准备清理=====:"+map.size());                    map.clear();                }                                for(int i=0;i<1024;i++){                    map.put(System.nanoTime(), new byte[512]);                }                Thread.sleep(1);            }        }catch(Exception e){            e.printStackTrace();        }    }}

-Xmx512M -Xms512M -XX:+UseSerialGC -Xloggc:gc.log -XX:+PrintGCDetails -Xmn1m -XX:PretenureSizeThreshold=50 -XX:MaxTenuringThreshold=1