JVM学习笔记，理论知识，如有错误，欢迎指正！

垃圾的概念

　　指在程序运行中，创建出来的对象，在完成了一系列的逻辑后，这个对象已经不需要再使用了，但是java没有提供手动清理的方法，因为手动清理容易造成忘记回收，或者多次回收，所以java采用的是使用垃圾回收器，来对这个垃圾进行回收，释放空间。

怎么样判断一个对象是否为垃圾

　　在java代码编译为class文件后，称为B类，B类中会存在一个计数器，如果A类引用了B类，B类的计数器就会加1，就说明这个对象已经被引用了，不是垃圾了。但是，还有一种情况就是，A,B,C三个类 A类引用了B类，B类引用了C类，C类引用了A类，那么他们的计数器都各自为1，但是实际上又没有被真正的引用，这种叫做一堆垃圾（滑稽）。

　　所以，在判断一个对象是不是为垃圾有两种方法。

　　1.引用计数法：就是我们上面提到的。

　　2.根可达算法：即，从程序的根上来找，根对象引用的对象，肯定就不是垃圾，然后这个对象引用的子对象肯定也不是垃圾，一直找下去，然后没有被根对象或者子对象引用的，就全部算作是垃圾。

垃圾回收的常见算法概念

1。标记清除算法

　　在内存中将垃圾进行标记，然后等待垃圾回收的的时候一次性将垃圾都清除掉。弊端：容易造成空间碎片化。

2。copy（拷贝算法） 

　　将一块内存划分成两块区域，每次只使用其中的一块区域，然后在进行垃圾回收的时候，将有引用的对象拷贝到另外一块没有使用的区域中去，然后将原本的那一块区域，整个都清空。弊端：对内存的要求会高一些，因为需要分两块。

3。标记压缩算法

　　第一种算法的变种，但是会在标记清除的时候压缩空间，将碎片空间进行压缩整理。弊端：耗费的资源和时间就相对较多。

部分垃圾回收器使用的内存模型

　　新生代+老年代 以及 永久代（JDK1.7）/ 元数据区（JDK1.8）

　　1.新生代：

　　　　新生代总共被分为三个区： Eden(伊甸区)+两个Suvivor（s0,s1）

　　　　Eden区：存储的是所有在程序中新创建的对象（这个过程还待学习），每个对象在一开始都会进入Eden区中，如果Eden区满了，装不下了，就会触发一次YGC（young GC），使用拷贝算法，清理Eden区和s0，将有引用的对象，都拷贝到s1区中，将Eden和s0清空，然后程序继续运行，指定触发下一次YGC的时候，清空Eden和s1，将有引用的对象拷贝到S0中。

　　2.老年代

　　　　存储大的对象以及在新生代中经给了一定GC次数的对象，即年龄大了的对象，假如没经过一次GC我们给这个对象的年龄+1，默认为15，cms默认为6，在对象的年龄足够后，就会进入老年代中。如果在程序中创建了一个大的对象，新生代装不下，那么这个对象也会直接进入老年代中。如果老年代也装不下了，就会触发一次FGC（Full GC），在老年代中进行一次

　　垃圾回收，这里为了避免碎片空间，所以使用的是标记压缩算法，但是同时也会造成资源的占用，而且，在使用部分的垃圾回收器的时候，还会造成STW(Stop the world)即，程序暂停了，然后垃圾回收器先把垃圾回收到，然后程序在继续运行。

 

　　这边还有一些记录的小知识点

　　1.永久代和元数据区，实际上都是存储class文件的位置，但是永久代是必须指定大小的，但是如果程序使用了动态代理等设计模式，可能会在永久代中创建很多的对象，严重的话可能会造成内存溢出。元数据区可以设置也可以不设置，大小完全受限制物理内存。

　　2.字符串常量等 在1.7中是存储在永久代中，1.8存储在堆中。

　　3.方法区是逻辑概念，跟class的存储是一样的。

　　4.永久代是受堆管理的，而元素区则是受操作系统管理。

　　5.老年代和新生代的比例是 2：1 即老年代占用内存的2/3 而新生代中，Eden区和suvivor区比例则是 8：1：1

 

部分垃圾回收器

　　Serial 新生代 串行回收
　　　　在触发了YGC后，会停止所有的用户线程，然后垃圾GC的线程启动，清空了所有的垃圾后，然后再继续执行用户线程。

　　Ps 新生代 并行回收
　　　　在触发了YGC后，会停止所有的用户线程，然后垃圾GC的多个线程启动，清空了所有的垃圾后，然后再继续执行用户线程。

　　ParNew 新生代 专门为了配合cms的并行回收所使用的新生代垃圾回收器

 

　　Serial Old 老年代垃圾回收器。算法跟新生代是一样的

 

　　Parallel Old 同上

 

　　CMS 老年代垃圾回收器 指在进行垃圾回收的时候，应用程序也可以继续执行 降低STW的时间（200ms） 并行GC 共4个阶段 初始标记 并发标记 重新标记 并发清理 在标记的时候会有漏标和错标 会产生浮动垃圾在老年代中产生碎片 错标的话会在第三阶段，重新标记。
　　　　缺点 内存碎片化 如果碎片化后来了一个大对象后，会 SO 串行清理压缩。

　　三色标记算法
　　　　CMS会在并发标记的时候，扫描每个对象 在这个时候会给每个对象打上黑灰白三个颜色的标记：
　　　　　　例如 一个对象A，A对象和A对象的直接引用都被扫描完了，这个A对象就会被标记会黑色， 而如果B对象被扫描完了，但是子对象C还没有被扫描完成 就会标记成灰色，然后在这个时候，假如这个B对象的子对象C在还没有在还没有标记完成的时候，就失去了引用，那这个C对象就变成了垃圾，就是白色 然后，已经被扫描完成的A突然又引用了C，就会造成错标

　　　　　　例如，一个对象在缓存中存储，被B对象取出，然后使用完成之后失去引用，然后A对象又再次取出，这时候就会造成这个线程，CMS为了解决了，就会有一个重新标记的阶段，在这一个阶段，会把所有的标记再重新检查一边，注意，这个时候是会造成STW的，但是因为已经标记过一次，本地会存在一次缓存，所以的话时间会短。

　　　　　　漏标的造成是因为，B对象有两个子对象，因为标记是并行线程来标记的，加入A线程扫描完了B对象的第一个引用，将B对象标记成了灰色，然后B对象这个时候失去了第一个引用 然后A线程继续扫描，之后就会把B对象设置为了灰色，然后第一个引用这个时候实际上是漏标了，不会清除掉。

　　　　　　CMS最大的问题就是，假如内存区域的碎片化太多了，那么如果这个时候进来了一个大的对象，放不下了，那么会使用SO来串行清理，这个时候如果内存区域很大的话，因为是串行，就会造成很长时间的STW。 漏标一般是不会处理的，等待下次的垃圾回收。

 

　　G1 也是使用的三色标记算法，但是为了解决错标的问题，G1在程序引用对象的时候，加入了一个屏障，如果一个对象A，在垃圾回收的时候，引用了一个对象B，此时如果对象A已经被标记为了黑色，那么A会重新被标记为灰色，并且，G1的内部还有一个队列，会将对象B加入队列中，在标记完成之后，进入第三个阶段的时候，会将队列中的对象再次取出，重新标记一边，

　　　　预防错标的情况发生。

　　下图，表示了一个对象，从开始创建，到被回收的流程

　　

 

 

 

 

　　

 

　　TLAB：代表的是，每个线程，在Eden区中，都会有属于自己的一小块内存，线程中创建对象，会预先在自己的这一小块内存中创建，如果创建不下，才会直接去Eden区中创建，因为，如果直接在Eden区中创建，还需要考虑到并发同步的问题。

 

 

 

　　总结：学习了GC的一点基础，已经垃圾回收算法的基本概念，在此做一个记录！