JVM笔记之垃圾回收

极客时间 JVM

JVM常见垃圾回收算法

引用计数法

古老，基础

  1. 原理：统计每个对象被引用次数，如果为0，就释放对象，回收无用内存

问题：

  1. 并发场景下，引用计数的修稿和对象指针的修改必须是同步的，所以需要加锁or无锁算法
  2. 有时会引发连锁式回收（等待时间无法预测）
  3. 循环引用的问题（致命问题）

思考：

  1. 如何解决循环引用
  2. 是否可以先减去旧obj的引用计数，再增加新obj引用计数?
    我觉得不可以，因为减去为0了然后就直接回收了，然后再给他加就来不及了

基于拷贝的算法

原理：将堆一分为二，一半为from，一半为to，用from进行分配，空间不足的时候，触发gc，gc把存活对象复制到to，然后把from和to互换

优点

  1. 采用bump the pointer（碰撞指针javascript:void(0);法），要分配多少空间就移多少次指针，高效；而回收是否高效需要取决于存活对象的比例

缺点

  1. 浪费一半内存空间
  2. 需要停顿（业务线程）

Mark-Sweep

使用链表管理所有的区域，存活的就表示，不存活的就把内存free

基于拷贝的垃圾算法（重点）

问题：对象位置发生变化时，指向它的引用如何维护？（说人话：ab都引用c，ac搬到新空间了，b怎么知道c的新地址）

  1. 引入中间层：一个间接指针，但虽然复制简单了，但分配和回收不容易做

  2. forwarding 指针：它从c指向c’，b找到c后就可以通过forwarding指针来找到c’

  3. 改进：提高空间的利用率：Eden，Survivor0，Survivor1；这样浪费的空间只有Survivor0/1一个。

图算法（其实没搞清楚JVM和它的关系）

  1. 广度优先
    前一层没有遍历完，就不会访问到后一层的节点，所以BFS适合求解最优化的问题
    JDK6.0之前用BFS
  2. 深度优先
    JDK6.0之后DFS，主要是因为用了DFS，有利于cpu的缓存命中
  3. DFS应用：八皇后，走迷宫
总结：copy-base适合存活对象少的情况，mark-sweep适合存活对象多的情况。

对于生命周期不同的对象，会希望使用不同的算法。因此，将堆分为了新生代和老年代，新生代使用scavenge（就是s0，s1，eden）；老年代使用mark-sweep

并发垃圾回收

分代垃圾回收算法

  1. 新生代:对象的创建在新生代的Eden空间
  2. 晋升：新生代进入老年代，此时它可能会成为年轻代GC的root GC，为了避免每次找root都需要对老年代遍历一遍，就引入card table来标记老年代对象中包含的年轻代的指针
  3. 根引用：不在堆中，但指向堆的引用。它包括栈上的引用，全局变量，JVM的Handler等
  4. 维护跨代引用：card Table，解决对象增多时记录集维护的复杂性
    下图是记录集

    下图是card table，使用的是位图，是用来维护跨代引用的，所以不分代就不会有card table；将512bytes映射为一个byte，当byte置位，则表示这512bytes的堆空间包含指向年轻代的引用；如果一个对象大于512bytes，就会让两个标志位的card全部置位

GC停顿和并发标记算法

  1. GC停顿：拷贝算法中对象的地址会发生移动，
  2. Mark-Sweep因为不涉及地址的转移，因此可以做到没有GC停顿，这就是并发的GC算法

三色标记算法

不是真实存在的？是个抽象的算法？它只是一个抽象的概念，用于代表不同的状态
白色：未完成搜索
灰色：正在搜索
黑色：已经搜索完成

问题：DFS的时候灰色的状态是什么

  1. 并发标记的问题：
    发生在黑色对向白色对象的引用（漏标），因为b是正在扩展的引用，如果它不能到达c，c就会漏标

解法：

  1. 直接把白色标灰，不会影响效率（往前进
  2. 把黑色对象标灰，减少浮动垃圾（往后退
  3. B对C的引用删除的时候，将C标记为灰色，这时候即使不再被引用，也会被判定为存活。这样就会产生一些存活着的垃圾
  4. cms 本质上也是往后退，但充分利用了card table；这时它就有两个功能：维护跨代引用，标记灰色节点

链式思考：

  1. 并发标记为什么会产生漏标：因为并发的时候会有多个线程对对象的引用关系进行更改，如果更改的时候恰好出现黑色对象直接引用白色对象，就会发生漏标
  2. 为了防止漏标，引入了两种barrier（前进后退
  3. cms为了实现防止漏标方法，就使用card table来重新标记
  4. 在真正使用的时候，会担心young gc时候会破坏掉card table的数据结构，所以将card table转移到 mod union table

CMS参数调优

  1. metaSpace和maxMataSpace最好设置成一样的，因为mateSpace满了就一定会fullGC

分块GC，从分代进化而来的

所有对象都集中在一个区域的话，gc停顿事件时不可控的，所以分块gc产生了

新的挑战：

  1. 维护跨区引用
  2. 合理选择回收区域
  3. 考虑分代的影响

write barrier

更改对象之间引用关系的时候，可以通过一些额外的事情来维护相关的信息。引用技术和card table都是一种写屏障

G1 GC

分为Minor GC和Mixed GC；前者只回收年轻代，后者回收年轻代和部分老年代；
G1 的full GC是把系统听下来，整个GC做回收

GC参数

posted @ 2021-09-05 22:56  concise_d  阅读(72)  评论(0)    收藏  举报