JAVA虚拟机学习记录数据（五）垃圾回收

JAVA虚拟机学习记录数据（五）垃圾回收

为什么需要GC？

垃圾回收算法，java里没有引用计数算法，9和X也属清除阶段的

引用计数算法：

可达性分析算法：

GC root包含哪些？

https://blog.csdn.net/u010798968/article/details/72835255

标记-清除算法：从gc root遍历所有对象，标记可达对象，即存活对象，然后再遍历所有的对象（过程为下图的蓝色横线），清除垃圾对象。


标记清除算法缺点：效率不高，因为需要从头遍历。清除的意思是，把上图黑色的垃圾对象的内存地址保存在空闲列表，下次有新的对象时，将黑色的块覆盖了，并不是将黑色块置空。

复制算法，准备B区，A区开始，从GC roots开始遍历，遍历到可达的对象复制到B区，S1区和S2区就用到了复制算法，S区的对象大多朝生夕死。


复制算法优点：没有标记清除过程，高效，复制后保证空间的连续性，没有碎片问题。
复制算法缺点：需要内存空间大，复制后需要维护新的引用关系。而且如果系统存活的对象多和垃圾少，需要复制很多对象，会使效率低。因此适用于新生代。

标记压缩算法

对比三种算法

对比发现，没有完美的算法。
因此会采用分代收集的思想。

增量收集算法：

分区算法：

以G1为例，H是大对象

内存溢出：

内存泄漏：

STW(STOP THE WORLD)

GC的并发与并行：

安全点与安全区域：

垃圾回收器概述：

垃圾回收器的分类：

64位默认都是Serve模式。

compact压缩整理，即前文提到的，垃圾回收后进行碎片化地整理

GC的性能指标：重点看标红的三个，这三个不可能都满足。

注重吞吐量：(200ms+200ms)/6000ms
主动低延迟：100ms

七款经典收集器与垃圾分代之间的关系，G1年轻代和老年代都可以。

垃圾回收器组合使用

Serial回收器：串行回收

Serial回收器图示：

ParNew回收器：并行回收，该回收器就是Serial回收器的并行版本，STW时间较短

图示，新生代使用ParNew，老年代使用Serial Old

Parallel Scavenge回收器，吞吐量优先



Parallel Scavenge回收器参数设置：

-XX:MaxGCPauseMillis和-XX:GCTimeRatio，是此消彼长的。举例说明，MaxGCPauseMillis设置为10ms，即STW时间短，可能回收器会把堆内存调小，这样stw时间就短，设置为50ms，堆内存就调大，stw时间长，但是stw时间短了的话，stw频率会上升，stw时间乘以频率，总的时间就上去了，导致总的吞吐量就降低。GCTimeRatio是式子里的N，如果设置为19，那么垃圾收集时间为1/20=5%

UseAdaptiveSizePolicy参数是默认开启的

CMS回收器：注重相应时间，即低延迟。

CMS工作原理：初始标记（会STW时间很短），可以理解为先找第一层的对象，并发标记（不会STW），重新标记（会STW，时间较长），可以理解为从初始标记的第一层对象开始遍历，层层遍历，想象成对象树。重新标记，由于并发标记阶段有些对象发生了变化，可能漏标（有的对象刚创建出来，需要标上）、错标（本来是存活的，用户线程把它变为不存活了）



当堆内存的使用率达到一定阈值时，便开始回收，因为其并发性，比如并发标记时，用户线程同时执行着，很有可能会产生心的对象，可能就会内存溢出。


补充下图的解释：并发清理时，用户线程也在执行，如果整理内存，即移动对象（如下下图所示），会改变对象的地址，很可能会修改了线程产生的对象的地址。


CMS收集器的优缺点，
第一点补充解释：Full GC了，临时启用Serial Old收集器很可能导致系统；卡顿第二点的解释：如下面的图示，比如并发标记阶段，有四条线程，其中一条要分出来并发标记。
第三点，浮动垃圾，比如，并发清理过程中，用户线程产生了对象，并且这些对象马上不再使用了，需要下次GC时再来清理。


CMS可设置的参数

小结：

G1收集器，区域分代化。价值大小的解释：划分了若干个区域，比如A、B、C，回收A区时，发现使用率高且可达对象多，那么回收得到的空闲区域小，回收价值高，B区基本都是垃圾，价值低。这么就可以维护一个优先列表。

优势：


比如，设置了10毫秒，那么有较大的概率，回收器能在10毫秒内回收完垃圾

劣势：

举例说明，比如某个E区被整个回收后，可以充当O区，但是某个区不能既是E区又是O区

分区Region：化整为零

H区举例，区域设置为4MB，有一个对象是7MB，那么就放H区

连续的H区，比如是上图中占了三个格子的H区

温习前面所学的内存分配的过程，一个region是怎么分配的。指针碰撞、TLAB

G1回收垃圾的过程，主要是前三点，第四点是补充的。第四点解释，比如用户线程创建对象，占用空间的速度大于回收的速度时，内存越来越不足。

下图并发标记是老年代并发标记。

独占式（STW），过程跟之前的相似，清空eden区，S1、S2互相搬来搬去，老年代的回收，在满足暂停时间（比如200ms）下，挑选价值高的回收，一定值可以通过InitiatingHeapOccupancyPercent设置

G1回收器的参数设置：
第二点补充解释，范围是指1、2、4、8、16、32MB，总堆空间大小2GB至64GB。
第三点补充解释，如果设置的比较小，比如20ms，维护的列表里，A区回收要花费20毫秒、B区20毫秒、C区40毫秒、D区50毫秒，那么回收器只会回收A区B区，回收的区域就少了，然后用户线程产生的对象越来越多，最终导致full GC，也有可能内存溢出。
第五点补充解释，即占第四条提到的线程数的四分之一。

G1回收器适用的场景：