JVM内存区和垃圾回收机制

介绍一些JVM内存区

JVM运行时数据区.jpeg

Person person=new Person("张三"); 在这个语句中 哪部分是对象,哪部分是对象的引用 然后它们分别存储在JVM的哪个区域内?

Person是类 类是抽象的 new出来之后才真正存在。所以对象另一种说法是实例,是这个类的实例。

person是Person类对象的引用
new Person("张三")是创建一个对象

person存储在JAVA栈中 对象存储在堆中。

一个引用可以指向多个对象,一个对象也可以指向多个引用。

如何判断一个对象会被垃圾回收

有两种方法,一种是引用计数法,一种是可达性分析法(JAVA中采用这种)。引用计数法就是计算一个对象是否有被引用,如果当没有没任何变量引用的话就可以回收了。

达性分析法:该方法的基本思想是通过一系列的“GC Roots”对象作为起点进行搜索,如果在“GC Roots”和一个对象之间没有可达路径,则称该对象是不可达的,不过要注意的是被判定为不可达的对象不一定就会成为可回收对象。被判定为不可达的对象要成为可回收对象必须至少经历两次标记过程,如果在这两次标记过程中仍然没有逃脱成为可回收对象的可能性,则基本上就真的成为可回收对象了。

举几个对象会被垃圾回收的例子

显示地将某个引用赋值为null或者将已经指向某个对象的引用指向新的对象

Object obj = new Object();
obj = null;
Object obj1 = new Object();
Object obj2 = new Object();
obj1 = obj2;

obj因为指向null,所以会导致之前new的对象回收,obj1因为指向了obj2,导致没有引用指向之前new的对象。也会被回收。

局部引用所指向的对象,比如下面这段代码:

void fun() {
    for(int i=0;i<10;i++) {
        Object obj = new Object();
        System.out.println(obj.getClass());
    }   
}

只有弱引用与其关联的对象,比如:

WeakReference<String> wr = new WeakReference<String>(new String("world"));

有哪些典型的垃圾回收算法以及使用场景?

Mark-Sweep(标记-清除)算法、Copying(复制)算法、Mark-Compact(标记-整理)算法

介绍一下 Mark-Sweep(标记-清除)算法、Copying(复制)算法、Mark-Compact(标记-整理)算法的过程

Mark-Sweep(标记-清除)算法

标记-清除算法分为两个阶段:标记阶段和清除阶段。标记阶段的任务是标记出所有需要被回收的对象,清除阶段就是回收被标记的对象所占用的空间。

标记-清除算法

从图中可以很容易看出标记-清除算法实现起来比较容易,但是有一个比较严重的问题就是容易产生内存碎片,碎片太多可能会导致后续过程中需要为大对象分配空间时无法找到足够的空间而提前触发新的一次垃圾收集动作。

Copying(复制)算法

为了解决产生内存碎片的问题,复制算法的特点是,每次将内存区分成两块相等的部分,然后使用其中一块,当这块内存用完之后,将存活的对象复制到另一块,然后对已使用的那块一次清理掉。这样就保证了碎片不会过多。

Copying(复制)算法

这种算法虽然实现简单,运行高效且不容易产生内存碎片,但是却对内存空间的使用做出了高昂的代价,因为能够使用的内存缩减到原来的一半。

很显然,Copying算法的效率跟存活对象的数目多少有很大的关系,如果存活对象很多,那么Copying算法的效率将会大大降低。

Mark-Compact(标记-整理)算法

第一步标记和第一个介绍的标记清楚一样,对使用了的内存块进行标记。然后把存活对象都向一端移动填按顺序充满内存块,然后清理掉端边界以外的内存。

Mark-Compact(标记-整理)算法
Generational Collection(分代收集)算法

一般情况下将堆区划分为老年代(Tenured Generation)和新生代(Young Generation),老年代的特点是每次垃圾收集时只有少量对象需要被回收,而新生代的特点是每次垃圾回收时都有大量的对象需要被回收,那么就可以根据不同代的特点采取最适合的收集算法。

新生代采用复制算法,老年代采用标记整理算法

一般来说是将新生代划分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间,每次使用Eden空间和其中的一块Survivor空间,当进行回收时,将Eden和Survivor中还存活的对象复制到另一块Survivor空间中,然后清理掉Eden和刚才使用过的Survivor空间。

注意,在堆区之外还有一个代就是永久代(Permanet Generation),它用来存储class类、常量、方法描述等。对永久代的回收主要回收两部分内容:废弃常量和无用的类。

Full GC Major GC Minor GC 区别

Major GC通常是跟full GC是等价的,收集整个GC堆。也有说
Major GC是清除 老年代的

Minor GC是清除 新生代的
Full GC是清除老年代和新生代的

Minor GC的触发条件:当新生代中的eden区分配满的时候触发

Full GC触发条件:
(1)调用System.gc时,系统建议执行Full GC,但是不必然执行
(2)老年代空间不足
(3)方法区空间不足
(4)通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
(5)由Eden区、From Space区向To Space区复制时,对象大小大于To Space可用内存,则把该对象转存到老年代,且老年代的可用内存小于该对象大小

有哪些典型的垃圾收集器 以及它们使用的垃圾回收算法

1.Serial/Serial Old
Serial/Serial Old收集器是最基本最古老的收集器,它是一个单线程收集器

2.ParNew
ParNew收集器是Serial收集器的多线程版本,使用多个线程进行垃圾收集。

3.Parallel Scavenge
Parallel Scavenge收集器是一个新生代的多线程收集器(并行收集器)

4.CMS
CMS(Current Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器,它是一种并发收集器,采用的是Mark-Sweep算法

对象内存分配规则

对象主要分配在新生代的Eden Space和From Space,然后如果这两块地区的内存不足,那么就会发生一次Minor GC ,把这两块的内存中的对象复制到To Space,然后将Eden Space和From Space进行清理。如果在清理的过程中,To Space无法足够来存储某个对象,就会将该对象移动到老年代中

在进行了GC之后,使用的便是Eden space和To Space了,下次GC时会将存活对象复制到From Space,如此反复循环。当对象在Survivor区躲过一次GC的话,其对象年龄便会加1,默认情况下,如果对象年龄达到15岁,就会移动到老年代中。

一般来说,大对象会被直接分配到老年代,所谓的大对象是指需要大量连续存储空间的对象,最常见的一种大对象就是大数组,比如:

byte[] data = new byte[4 * 1024 * 1024]

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