深入理解Java虛擬機器之讀書筆記二 垃圾收集器

標籤：弱引用   自適應   lib   方法區   暫停   組合   loader   預設   load   

1、對象已死？

a、引用計數演算法：缺點是它很難解決對象之間的相互循環參考的問題，Java語言中沒有選用它。

b、根搜尋演算法（GC Roots Tracing）：通過一系列的名為“GC Roots”的對象作為起始點，開始向下搜尋，走過的路徑稱為引用鏈，當一個對象沒有任何引用鏈相連，表面此對象不可達。在Java語言中，可作為GC Roots的對象包括：

　　虛擬機器棧（棧幀中的本地變數表）中的引用的對象。

　　方法區中的類靜態屬性引用的對象。

　　方法區中的常量引用的對象。

　　本地方法棧中JNI的引用的對象。

c、再談引用：Java把引用分成強引用，軟引用，弱引用和虛引用。由強到弱。

　　強引用：只要強應用在存在，垃圾收集器永遠不會回收掉被引用的對象。

　　軟引用：在系統將要發生記憶體溢出異常之前，把對象列進回收範圍之中並進行第二次回收。如果這次回收之後還是沒有足夠的記憶體，才會拋出記憶體溢出異常。SoftReference

　　弱引用：被弱引用關聯的對象只能生存到下一次記憶體回收發生之前。WeakReference

　　虛引用：一個對象是否有虛引用的存在，完全不會對其存留時間構成影響，也無法通過虛引用來取得一個對象執行個體。唯一目的是：對象被回收時收到一個系統通知。PhantomReference

d、生存還是死亡？

　　對象不可達之後，進入“緩刑”階段。第一次根搜尋後，不可達對象有兩種情況：一是直接回收，二是放入F-Queue隊列。放入F-Queue隊列的條件是覆蓋了finalize()方法且沒有被調用過。總結一下就是：對象可以通過覆蓋finalize()方法在被GC時拯救自己一次。注意：任何一個對象的finalize()方法都只會被系統自動調用一次。

e、回收方法區

　　方法區的回收主要集中在：廢棄常量和無用的類。廢棄常量的回收與Java堆對象的回收類似，無用類的回收需要滿足3個條件：而且只是可以回收，通過參數控制。

　　該類的所有執行個體都已經被回收

　　載入該類的ClassLoader已經被回收

　　該類對應的Class對象沒有在任何地方被引用。

　　在大量使用反射、動態代理、CGLib等bytecode架構的情境，以及動態產生JSP和OSGi這類頻繁自訂ClassLoader的情境都需要虛擬機器具備類卸載的功能。

2、垃圾收集演算法

　　a、標記-清除演算法：分成標記和清除兩個階段。首先標記出所有需要回收的對象，標記完成後統一回收掉所有被標記的對象。

　　有點：實現簡單，邏輯直接

　　缺點兩個：效率比較低，空間不連續，大量片段。

　　b、複製演算法：為瞭解決效率問題。平分記憶體成兩塊，每次只用一塊，快用完時，複製替換。

　　優點：實現簡單，運行高效

　　缺點兩個：可用記憶體是原來的一半；當對象存活率較高時，複製帶來低效率。

　　HotSpot虛擬機器吻合了IBM的研究，改進了該演算法，分成了一個較大的Eden區和兩個較小的Survivor區。效率更好，但需要擔保記憶體。比較符合新生代使用。

　　c、標記-整理演算法：不直接清理可回收對象，讓所有存活的對象向一端移動，然後清理掉邊界以外的記憶體。比較適合於老年代使用。

　　d、分代收集演算法：根據對象的存活周期不同將記憶體劃分為幾塊。根據各個年代的特點採用最合適的收集演算法。新生代一般使用複製演算法，老年代採用標記-清除演算法或者標記-整理演算法。

3、垃圾收集器

　　

　　展示了7種作用於不同分代的收集器，連線表示收集器之間可以搭配使用。

　　a、Serial收集器：

　　它是一個單線程的收集器，只會使用一個CPU和一條收集線程去完成垃圾收集工作。同時，它也是串列收集器：在進行垃圾收集時，必須暫停其他所有的背景工作執行緒（Stop The World)，直到它收集結束。在使用者不可見的情況下，把使用者的正常背景工作執行緒全部停掉。

　　這個簡單而高效（特別是單個CPU的環境）的收集器適合於運行在Client模式下的虛擬機器。

　　b、ParNew收集器

　　是Serial收集器的多線程版本，與Serial收集器唯一的區別就在於使用了多條線程進行收集。

　　目前只有Serial和ParNew能與CMS收集器配合工作。CMS是JDK1.5中引入的第一款並發收集器：垃圾收集線程與使用者線程可同時工作。ParNew在多CPU的情況下才具備效能優勢。

　　c、Parallel Scavenge收集器

　　是一個新生代收集器，使用複製演算法，並行多線程收集器。它的特點是關注於達到一個可控制的輸送量，最大地利用CUP的時間。同時，Parallel Scavenge收集器通過一個切換參數還可以開啟自適應調節策略。

　　d、Serial Old收集器

　　它是Serial收集器的老年代版本，單線程，標記-整理演算法。主要用於Client模式下。同時：可以Parallel Scavenge收集器搭配使用，作為CMS收集器的後背預案。

　　e、Parallel Old收集器

　　它是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，多線程和標記-整理演算法。與Paralle Scavenge一起打造輸送量優先的組合。在注重輸送量及CPU資源敏感的場合，考慮使用。

　　f、CMS收集器（Concurrent Mark Sweep）

　　以擷取最短回收停頓時間為目標，適合於注重服務的相應速度的場合。基於標記-清除演算法。整個過程四個步驟：

　　初始標記（CMS initial mark）

　　並發標記（CMS concurrent mark）

　　重新標記（CMS remark）

　　並發清除（CMS concurrent sweep）

　　注意：初始標記和重新標記一樣有Stop The World。初始標記只是標記一下GC Roots能直接關聯到的對象，速度很快，並發標記階段就是進行Roots Tracing的過程，而重新標記則是為了修正並發標記期間，因使用者程式運作而導致標記發生變動的那一部分對象的標記記錄，停頓時間不長。耗時較長的並發標記和並發清除過程，收集線程和使用者線程可一起工作。

　　缺點：

　　對CPU資源非常敏感。預設啟動線程數：（CPU數量+3）/4。

　　無法處理浮動垃圾，可能出現Concurrent Mode Failure失敗導致一次Full GC。CMS運行期間預留的記憶體無法滿足程式的需要，出現Concurrent Mode Failure失敗。虛擬機器啟動後備預案，臨時使用Serial Old收集器重新老年代的垃圾收集。

　　使用的標記-清除演算法導致大量記憶體片段。可能導致提前Full GC。使用參數可控制Full GC發生後附帶的空間磁碟重組頻率。

　　g、G1收集器

　　與CMS相比有兩個改進：基於標記-整理演算法，消除了記憶體片段問題；精確地控制停頓時間長度。G1將整個Java堆分成多個大小固定的獨立地區，跟蹤地區垃圾堆積程度，在後台維護一個優先列表，每次根據允許的收集時間，優先收集垃圾最多的地區。

　　4、垃圾收集器參數總結

 

深入理解Java虛擬機器之讀書筆記二 垃圾收集器