Java記憶體回收機制

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       Java記憶體回收機制：JVM在空閑時間以不定時的方式動態回收無任何引用的對象佔據的記憶體。

       記憶體回收除了釋放沒用的對象，也可以清楚記憶體的記錄片段。記憶體回收機制有：分代複製記憶體回收和標準記憶體回收，增量記憶體回收。

 

　　在確定了哪些垃圾可以被回收後，垃圾收集器要做的事情就是開始進行記憶體回收，但是這裡面涉及到一個問題是：如何高效地進行記憶體回收。由於Java虛擬機器規範並沒有對如何?垃圾收集器做出明確的規定，因此各個廠商的虛擬機器可以採用不同的方式來實現垃圾收集器，所以在此只討論幾種常見的垃圾收集演算法的核心思想。

　　1.Mark-Sweep（標記-清除）演算法

　　這是最基礎的記憶體回收演算法，之所以說它是最基礎的是因為它最容易實現，思想也是最簡單的。標記-清除演算法分為兩個階段：標記階段和清除階段。標記階段的任務是標記出所有需要被回收的對象，清除階段就是回收被標記的對象所佔用的空間。具體過程如所示：

　　可以很容易看出標記-清除演算法實現起來比較容易，但是有一個比較嚴重的問題就是容易產生記憶體片段，片段太多可能會導致後續過程中需要為大對象分配空間時無法找到足夠的空間而提前觸發新的一次垃圾收集動作。

　　2.Copying（複製）演算法

　　為瞭解決Mark-Sweep演算法的缺陷，Copying演算法就被提了出來。它將可用記憶體按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當這一塊的記憶體用完了，就將還存活著的對象複製到另外一塊上面，然後再把已使用的記憶體空間一次清理掉，這樣一來就不容易出現記憶體片段的問題。具體過程如所示：

　　這種演算法雖然實現簡單，運行高效且不容易產生記憶體片段，但是卻對記憶體空間的使用做出了高昂的代價，因為能夠使用的記憶體縮減到原來的一半。

　　很顯然，Copying演算法的效率跟存活對象的數目多少有很大的關係，如果存活對象很多，那麼Copying演算法的效率將會大大降低。

　　3.Mark-Compact（標記-整理）演算法

　　為瞭解決Copying演算法的缺陷，充分利用記憶體空間，提出了Mark-Compact演算法。該演算法標記階段和Mark-Sweep一樣，但是在完成標記之後，它不是直接清理可回收對象，而是將存活對象都向一端移動，然後清理掉端邊界以外的記憶體。具體過程如所示：

　　

　　4.Generational Collection（分代收集）演算法

　　分代收集演算法是目前大部分JVM的垃圾收集器採用的演算法。它的核心思想是根據對象存活的生命週期將記憶體劃分為若干個不同的地區。一般情況下將堆區劃分為老年代（Tenured Generation）和新生代（Young Generation），老年代的特點是每次垃圾收集時只有少量對象需要被回收，而新生代的特點是每次記憶體回收時都有大量的對象需要被回收，那麼就可以根據不同代的特點採取最適合的收集演算法。

　　目前大部分垃圾收集器對於新生代都採取Copying演算法，因為新生代中每次記憶體回收都要回收大部分對象，也就是說需要複製的操作次數較少，但是實際中並不是按照1：1的比例來劃分新生代的空間的，一般來說是將新生代劃分為一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間，每次使用Eden空間和其中的一塊Survivor空間，當進行回收時，將Eden和Survivor中還存活的對象複製到另一塊Survivor空間中，然後清理掉Eden和剛才使用過的Survivor空間。

　　而由於老年代的特點是每次回收都只回收少量對象，一般使用的是Mark-Compact演算法。

　　注意，在堆區之外還有一個代就是永久代（Permanet Generation），它用來儲存class類、常量、方法描述等。對永久代的回收主要回收兩部分內容：廢棄常量和無用的類。

三.典型的垃圾收集器

　　垃圾收集演算法是 記憶體回收的理論基礎，而垃圾收集器就是記憶體回收的具體實現。下面介紹一下HotSpot（JDK 7)虛擬機器提供的幾種垃圾收集器，使用者可以根據自己的需求組合出各個年代使用的收集器。

　　1.Serial/Serial Old

　　Serial/Serial Old收集器是最基本最古老的收集器，它是一個單線程收集器，並且在它進行垃圾收集時，必須暫停所有使用者線程。Serial收集器是針對新生代的收集器，採用的是Copying演算法，Serial Old收集器是針對老年代的收集器，採用的是Mark-Compact演算法。它的優點是實現簡單高效，但是缺點是會給使用者帶來停頓。

　　2.ParNew

　　ParNew收集器是Serial收集器的多線程版本，使用多個線程進行垃圾收集。

　　3.Parallel Scavenge

　　Parallel Scavenge收集器是一個新生代的多線程收集器（並行收集器），它在回收期間不需要暫停其他使用者線程，其採用的是Copying演算法，該收集器與前兩個收集器有所不同，它主要是為了達到一個可控的輸送量。

　　4.Parallel Old

　　Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本（並行收集器），使用多線程和Mark-Compact演算法。

　　5.CMS

　　CMS（Current Mark Sweep）收集器是一種以擷取最短回收停頓時間為目標的收集器，它是一種並發收集器，採用的是Mark-Sweep演算法。

　　6.G1

　　G1收集器是當今收集器技術發展最前沿的成果，它是一款面向服務端應用的收集器，它能充分利用多CPU、多核環境。因此它是一款並行與並發收集器，並且它能建立可預測的停頓時間模型。

　　下面補充一下關於記憶體配置方面的東西：

　　

　　對象的記憶體配置，往大方向上講就是在堆上分配，對象主要分配在新生代的Eden Space和From Space，少數情況下會直接分配在老年代。如果新生代的Eden Space和From Space的空間不足，則會發起一次GC，如果進行了GC之後，Eden Space和From Space能夠容納該對象就放在Eden Space和From Space。在GC的過程中，會將Eden Space和From  Space中的存活對象移動到To Space，然後將Eden Space和From Space進行清理。如果在清理的過程中，To Space無法足夠來儲存某個對象，就會將該對象移動到老年代中。在進行了GC之後，使用的便是Eden space和To Space了，下次GC時會將存活對象複製到From Space，如此反覆迴圈。當對象在Survivor區躲過一次GC的話，其對象年齡便會加1，預設情況下，如果對象年齡達到15歲，就會移動到老年代中。

　　一般來說，大對象會被直接分配到老年代，所謂的大對象是指需要大量連續儲存空間的對象，最常見的一種大對象就是大數組，比如：

　　byte[] data = new byte[4*1024*1024]

　　這種一般會直接在老年代分配儲存空間。

　　當然分配的規則並不是百分之百固定的，這要取決於當前使用的是哪種垃圾收集器組合和JVM的相關參數。

內容來源：http://www.cnblogs.com/ywl925/p/3925637.html

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