Java垃圾回收机制详解

1.什么是垃圾回收?
垃圾回收是JAVA自动管理内存的另一种叫法,目的是为了保证尽可能多的可用堆(heap),JVM会删除堆上不再被引用的对象。

2.什么时候运行垃圾回收?
内存不够时,CUP空闲时

3.哪些情况的对象会被垃圾回收?
对象在内存中分为三种状态:
a.可达状态
一个对象创建后,有一个或多个引用变量引用该对象,那么它属于可达状态
b.可恢复状态
在程序中没有任何引用变量引用该对象,那么该对象进入可恢复状态,此时从有向图的起点开始,没有找到该对象,此时垃圾回收机制开始转变为回收该对象所占用的资源,在回收该对象之前,系统会调用该对象的finalize()方法进行资源清理,如果此时该对象自身被某个对象所引用(自救成功),那么它将恢复可达状态,否则进入不可达状态
c.不可达状态
当对象的所有关联都被切断,并且系统调用finalize()方法也并没有让它重新被引用,那么此时状态为不可达状态,这时系统才会真正的回收该对象所占用的资源
(补充:
1.不要主动调用finalize()方法,应由系统自动调用
2.finalize何时被调用不确定,不一定会被调用
3.调用finalize时可以将对象转变为可达对象
4.当调用fianlize时出现异常,将不会报出异常,继续执行
protected void finalize() throws Throwable
)

3.垃圾回收机制中的算法实现原理?
1.检测垃圾对象
a.引用计数法:
引用计数法是垃圾回收机制的早期策略
实现:给每个对象分配一个引用计数器,每当该对象被引用一次,计数器就+1,每当一个引用失效时,计数器-1,当一个对象的引用计数器为0时,可以被当做垃圾被系统回收。
优点:执行速度快
缺点:无法检测出循环引用
b.引用可达法:
可达:A对象引用了B对象,即A到B可达
通过一些列名为“GC ROOT”的对象作为起点,从这些节点向下搜索,搜索过的路径为“引用链”,当一个对象到GC ROOT没有任何引用链相连时,该对象为不可用,是不可达的对象,此时垃圾回收器会开始回收它所占用的内存
存活原则:一个能够被根对象到达的对象

除堆以外,检查方法区垃圾对象的方法:
1.(常量)判断废弃常量,如果常量池中的某个常量没有被任何引用所引用的话,改常量为废弃常量
2.(类)判断无用的类:1.该类的所有实例对象都被回收,堆中无该类的任何实例对象
2.加载该类的类加载器已经被回收
3.该类的java.lang.Class对象没有任何地方所引用,无法通过反射机制访问该类的方法

2.释放空间:
释放垃圾算法:
①标记清除(Mark sweep) 分为标记阶段,清除阶段,是最基础的垃圾回收算法,容易实现,但容易产生内存碎片,导致找不到可以为大对象分配的内存空间,需要引发新一轮的垃圾回收


image.png

②复制(Coping)将内存容量分为大小相同的两块,每次只使用一块,当这块使用满了,就将还存活的对象复制到另一块上,然后把此块的内存统一清理掉,不会产生内存碎片,高效,但是能够使用的内存缩减到原来的一半,并且如果存活的对象过多,会降低效率


image.png

③标记整理(Mark Compact)同标记清除一样,标记对象后,但不清理,将存活的对象移动到一端,然后再清除边界以外的内存
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④分代(Generation Collection)借助前面三种算法实现,是目前JVM采用较多的算法
老年代Tenured Generation:每次回收较少的对象,一般使用标记整理

新生代Young Generation:每次回收较多的对象,采用Coping复制,因为每次都要回收大量的对象,那么操作次数不会很频繁,同时,实际中采取的不是1:1,而是划分为一块大的Eden区,两块小的Survivor区,每次使用Eden区和一块小的Survivor区,当回收时,将Eden区和Survivor区存活的对象,复制到另一块Survivor区,并清除刚才使用的Eden区和Survivor区。

4.对象的四种引用方式?
强引用,弱引用,软引用,虚引用

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