JVM系列(垃圾回收相關(guān)算法)

一.標(biāo)記階段:引用計(jì)數(shù)算法【Java垃圾回收器中未使用】

1.1 概述
  • 垃圾標(biāo)記階段:在堆中幾乎存放著所以的對(duì)象實(shí)例,在GC執(zhí)行垃圾回收之前,首先需要區(qū)分哪些對(duì)象存活著,哪些已經(jīng)死亡。只有被標(biāo)記為死亡的對(duì)象,GC在執(zhí)行垃圾回收時(shí),才會(huì)釋放掉其所占內(nèi)存空間。這個(gè)過程稱之為垃圾標(biāo)記階段
  • 判斷對(duì)象存活的方式:引用計(jì)數(shù)算法【Reference Counting】可達(dá)性分析算法
1.2引用計(jì)數(shù)算法
  • 對(duì)每個(gè)對(duì)象保存一個(gè)整型的引用計(jì)數(shù)器屬性 ,用于記錄對(duì)象被引用的情況
  • 對(duì)于對(duì)象A,只要有任何一個(gè)對(duì)象引用的A,則A的引用計(jì)數(shù)器加1,當(dāng)引用失效,則A的引用計(jì)數(shù)器就減1。當(dāng)引用計(jì)數(shù)器為0,則表示A對(duì)象可以被回收
  • 引用計(jì)數(shù)算法評(píng)價(jià):
    • 優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,垃圾對(duì)象便于標(biāo)識(shí);判定效率高,回收沒有延遲
    • 缺點(diǎn):
      ①最嚴(yán)重的缺點(diǎn)是無法處理循環(huán)引用情況,這是條致命缺陷,導(dǎo)致Java垃圾回收器中沒有使用此算法
      ②需要單獨(dú)的字段存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器,增加了空間開銷
      ③每次賦值都要更新計(jì)數(shù)器,伴隨加減法,增加 時(shí)間開銷
      引用計(jì)數(shù)算法--循環(huán)引用問題.png
  • Python支持引用技術(shù)算法和垃圾收集機(jī)制,它針對(duì)引用技術(shù)的缺陷,通過
    ①手動(dòng)解除
    ②使用弱引用weakref【只要GC,就會(huì)被回收】,weakref是Python提供的標(biāo)準(zhǔn)庫,旨在解決循環(huán)引用

二.標(biāo)記階段:可達(dá)性分析算法【根搜索算法或追蹤性垃圾收集】

2.1概述
  • 可達(dá)性分析算法是以根對(duì)象集合(GC Roots)為起點(diǎn),按照從上往下的方式搜索被根對(duì)象集合連接的目標(biāo)對(duì)象是否可達(dá)
  • 使用可達(dá)性分析算法后,內(nèi)存中存活的對(duì)象都會(huì)被根對(duì)象集合直接或間接的連接著,搜索走過的路徑稱之為引用鏈【Reference Chain】
  • 如果目標(biāo)對(duì)象沒有任何引用鏈連接,則可以被標(biāo)記為垃圾對(duì)象
  • 特點(diǎn):實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、執(zhí)行高效、解決了循環(huán)引用問題,防止了內(nèi)存泄漏
  • GC Roots:是一組必須活躍的引用
    可達(dá)性分析算法.png
2.2 GC Roots
  • Java于洋中,GC Roots包含以下幾類元素
    虛擬機(jī)棧中引用的對(duì)象【如各個(gè)線程被調(diào)用的方法中使用到的參數(shù)、局部變量等】
    本地方法棧內(nèi)JNI(本地方法)引用的對(duì)象
    方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象【Java類的引用類型靜態(tài)變量】
    方法區(qū)中常量引用的對(duì)象【如 String table里的引用,JDK17起,移動(dòng)到堆中了】
    ⑤所有被同步鎖持有的對(duì)象
    ⑥其他等
  • 除了這些固定的GC Roots集合以外,還可能有“臨時(shí)對(duì)象”加入,如:分代收集局部回收
  • 如果要使用可達(dá)性分析算法,分析工作必須在一個(gè)能保證一致性的快照中進(jìn)行,這點(diǎn)也就導(dǎo)致GC進(jìn)行時(shí)必須“STW(Stop the World)”的一個(gè)重要原因

三.對(duì)象的finalization機(jī)制

四.MAT與JProfile的GC Roots溯源

五.清除階段:標(biāo)記-清除算法

六.清除階段:復(fù)制算法

七.清除階段:標(biāo)記-壓縮算法

八.小結(jié)

九.分代收集算法

八.增量收集算法、分區(qū)算法

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