Java GC 記憶體回收演算法 記憶體配置

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記憶體回收（Garbage Collection, GC）是Java不同於c與c++的重要特性之一。

他協助Java自動清空堆中不再使用的對象。

由於不需要手動釋放記憶體，程式員在編程中也可以減少犯錯的機會。

利用記憶體回收，程式員可以避免一些指標和記憶體泄露相關的bug(這一類bug通常很隱蔽)。

記憶體回收實際上是將原本屬於程式員的責任轉移給電腦。

 

GC需要完成的3件事情：

  哪些記憶體需要回收

  什麼時候回收

  如何回收

 

1 回收那些對象?

 

   在Java中採用可達性分析演算法來判定對象是否存活,是否可以被回收。

   這個演算法通過一系列的被稱為”GC Root”的對象作為根節點，

   從他們開始向下搜尋，搜尋走過的路徑被稱為引用鏈(Reference Chain).

   當一個對象沒有一條引用鏈與GC Root 串連時，

   即從GC Root 到這個對象是不可達的，說明這個對象是停用。

   示：

 

object5 object6 object7 雖然互聯互連 

但是他們到GC Root是不可達的 

所以他們將被判定為可以回收的對象

 

那麼有一個重要的問題是 what is GC Root?

在Java語言中，可以看做是GC Root的是：

  虛擬機器棧中引用的變數 （可理解為方法中的局部變數）

  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

  本地方法棧中的JNI(native方法)引用的對象

 

2 記憶體回收演算法

 

 2.1 標記-清除演算法

      

  顧名思義，該方法分為標記和清除2個過程

  標記：將所有需要回收的對象地區進行標記

  清除：清除所有配標記的地區裡的對象

演算法不足之處：

 

效率問題：標記和清除的效率都不高

空間問題：清除後產生的空間是不連續的片段

          無法滿足後續運行中大對象的需求

 

2.2 複製演算法

 

將整個空間劃分2個相等的地區，每次只使用其中一個地區

當一塊記憶體不夠時，就將活著的對象複製到另一塊記憶體

然後將第一塊的記憶體全部回收。

這樣每次對整個半區回收，就不會有記憶體片段的情況，實現簡單，運行高效

 

問題：  該演算法的代價就是可以記憶體大小縮小為原來的一半

 

解決：現在商用的虛擬機器都採取複製演算法.

      但由於所有的對象是朝生夕死的，所以並不是按照1:1的比例來劃分記憶體的

      而是將記憶體劃分為一塊較大的Eden區(new一個對象是就是在這裡面分配空間)

      和2塊Survivor地區。每次使用Eden和一塊Survivor。

      當回收的時候，將Eden和Survivor區中還存活的對象一次性賦值到另一塊Survivor中

      最後清理掉原來使用過的Eden和Survivor區

      這3個地區也被稱為新生代。HotSpot的預設新生代各地區比例如下：

   

 

     每次新生代中可用的空間為整個新生代的90%, 即80% Eden + 10% 1個Survivor

     此時只有10% 1個Survivor 會被’浪費’

 

     如果另一塊Survivor地區存放不下Eden和Survivor區存活下來的對象

     就要依靠其他地區來存放 即老年代

 

2.3 標記-整理演算法

 

類似於標記-清除演算法，先標記所有可以回收的地區，然後不是直接回收，

而是把所有存活的對象都移動到一端，然後直接清理掉端邊界以外的地區

標記-整理演算法和標記-清除演算法常用於老年代的回收

老年代存放的對象存活的時間較長

而且記憶體回收的頻率不如新生代的頻繁

 

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