垃圾回收機(jī)制

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• JVM 優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
• JVM調(diào)優(yōu)總結(jié)

1??可回收對(duì)象算法

• 目前查看對(duì)象是否需要回收的算法主要由兩種：引用計(jì)數(shù)法和可達(dá)性分析；
• 引用計(jì)數(shù)雖好，但是無(wú)法解決對(duì)象之間相互循環(huán)引用但是實(shí)際上這些對(duì)象沒(méi)什么卵用時(shí)造成的內(nèi)存泄漏；

• java采用的是可達(dá)性分析算法（Reachability Analysis）來(lái)判斷對(duì)象是否存活：從GC Roots出發(fā)，可以到達(dá)的對(duì)象就是存活的，到達(dá)不了的就要被GC；

• GC Roots可以是虛擬機(jī)棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對(duì)象、方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象、方法區(qū)中產(chǎn)量引用的對(duì)象、本地方法棧引用的對(duì)象；這些對(duì)象的特點(diǎn)就是不被GC管理（GC回收的是堆上對(duì)象，GC roots位于方法區(qū)、虛擬機(jī)棧和本地方法棧），可以作為GC Roots的對(duì)象見(jiàn)可以作為GC Roots的對(duì)象；

• 一個(gè)對(duì)象真正的死亡需要兩次被標(biāo)記的過(guò)程：如果對(duì)象在進(jìn)行可達(dá)性分析后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)和GC Roots相連的引用鏈，將會(huì)被第一次標(biāo)記并進(jìn)行一次篩選，篩選條件是此對(duì)象是否需要執(zhí)行finalize()方法，當(dāng)對(duì)象沒(méi)有重寫覆蓋finalize()方法或者finalize()方法已經(jīng)執(zhí)行過(guò)一次，則虛擬機(jī)認(rèn)為不需要執(zhí)行finalize()；
  如果虛擬機(jī)認(rèn)為需要執(zhí)行finalize()，則會(huì)將對(duì)象放入F-Queue隊(duì)列中，等待Finalizer線程執(zhí)行觸發(fā)finalize()方法。在這個(gè)隊(duì)列等待過(guò)程中，如果重新和引用鏈上的對(duì)象發(fā)生關(guān)聯(lián)（重新引用），第二次標(biāo)記的時(shí)候?qū)?huì)移除“等待回收”的對(duì)象集合，這個(gè)對(duì)象就重新存活了。若沒(méi)有，將會(huì)被第二次標(biāo)記然后被回收。

• 引用分為強(qiáng)引用（Strong Reference）、軟引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）、虛引用（Phantom Reference），這四種強(qiáng)度逐漸減弱。

四種引用介紹：

1. 強(qiáng)應(yīng)用：就是我們代碼中最常見(jiàn)的引用方式，GC在強(qiáng)引用對(duì)象可達(dá)時(shí)不會(huì)回收；
2. 軟引用：使用java.lang.ref.SoftReference來(lái)創(chuàng)建軟引用，軟引用的特點(diǎn)是當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)，GC會(huì)將其回收；適合作為緩存使用
3. 弱引用：使用java.lang.ref.WeakReference來(lái)創(chuàng)建弱引用，特點(diǎn)是每次GC都會(huì)將其回收，無(wú)論內(nèi)存充足與否；
4. 虛引用：使用java.lang.ref.PhantomReference來(lái)創(chuàng)建虛引用，其特點(diǎn)是和引用它的對(duì)象生命周期無(wú)關(guān)，GC任何情況下都會(huì)回收它。虛引用僅用來(lái)處理資源的清理問(wèn)題，比Object里面的finalize機(jī)制更靈活。get方法返回的永遠(yuǎn)是null，Java虛擬機(jī)不負(fù)責(zé)清理虛引用，但是它會(huì)把虛引用放到引用隊(duì)列里面。
   使用：對(duì)于軟引用和弱引用，可以有兩種構(gòu)造方式：使用ReferenceQueue引用隊(duì)列或者不使用ReferenceQueue，例如：

WeakReference<String> wr = new WeakReference<String>(str);

或者

ReferenceQueue<String> rq = new ReferenceQueue<String>();
WeakReference<String> wr = new WeakReference<String>(str, rq);

軟引用和弱引用很相似，也是最常用的非強(qiáng)引用，
而對(duì)于虛引用PhantomReference只能配合ReferenceQueue使用：

ReferenceQueue<String> rq = new ReferenceQueue<String>();
PhantomReference<String> pr = new PhantomReference<String>(str, rq);

2??垃圾收集算法

• 當(dāng)對(duì)象判斷為可回收后，需要專門的算法去執(zhí)行回收動(dòng)作。垃圾收集算法主要分為以下幾種：
• 標(biāo)記-清除算法，Mark-Sweep：顧名思義，缺點(diǎn)是效率慢，容易造成內(nèi)存碎片；
• 復(fù)制算法，Coping：將內(nèi)存空間分為幾塊區(qū)域，每次只使用其中一塊E，當(dāng)一塊快用完了，就將存活的對(duì)象復(fù)制到另外一塊S上，然后把使用的E一次性清除干凈。實(shí)際上這種算法用于新生代的垃圾回收，E即Eden，S就是Survivor，缺點(diǎn)是Survivor空間不夠時(shí)需要老年代內(nèi)存來(lái)?yè)?dān)保，即所謂的分配擔(dān)保（Handle Promoting）；
• 標(biāo)記整理算法，Mark-Compact：和標(biāo)記-清除算法的區(qū)別在于，標(biāo)記后并不直接進(jìn)行清理，而是將存活對(duì)象向內(nèi)存空間的一端移動(dòng)，然后直接清除存活邊界以外的內(nèi)存空間，避免碎片化；
• 分代收集算法，Generational Collection：實(shí)際上就是上述垃圾收集算法的組合，即在不同的內(nèi)存區(qū)域采用不同的收集算法。比如在新生代采用復(fù)制算法，在老年代采用標(biāo)記-整理／清理算法。
• 在Hotspot中使用一組稱為OopMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到這個(gè)目的，在類加載完畢的時(shí)候，HotSpot就會(huì)把對(duì)象內(nèi)什么偏移量上是什么類型的數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)。在JIT中也會(huì)在特定的位置記錄下棧和寄存器的引用的位置。
• HotSpot并非為每條指令都生成OopMap，只在安全點(diǎn)SafePoint記錄。即程序執(zhí)行到安全點(diǎn)才暫停下來(lái)開(kāi)始GC。
• 收集器的性能指標(biāo)：
  1??吞吐率（1 - GC總時(shí)間／總時(shí)間）：高吞吐量能提高CPU效率，適合交互較少的程序；
  2??最大暫停時(shí)間：越短越適合交互比較多的程序；
  3??堆空間使用率：
• 常見(jiàn)的收集器：

1. Serial：?jiǎn)尉€程收集器，新生代運(yùn)行，使用復(fù)制算法，在安全點(diǎn)暫停所有線程開(kāi)始GC；
2. ParNew：多線程版本的Serial，新生代運(yùn)行；優(yōu)先配合CMS
3. Parallel Scavenge：新生代收集器，使用復(fù)制算法，可以控制吞吐量，吞吐量?jī)?yōu)先收集器；配合Serial Old使用，不能搭配CMS；
4. Serial Old：Serial的老年代版本，老年代運(yùn)行，使用標(biāo)記-整理算法；
5. Parallel Old：Parallel Scavenge的老年代版本，優(yōu)先考慮配合Parallel Scavenge；
6. CMS：Concurrent Mark Sweep，獲取最短暫停時(shí)間，老年代運(yùn)行；
7. G1：Garbage First，最新的收集器，老年代和新生代都可以使用。

• jdk 7默認(rèn)的GC回收器組合是ParNew + CMS；

• 一個(gè)典型的32位JVM，Java堆大小設(shè)置在2 GB(使用分代&并發(fā)收集器)通常為500 MB YoungGen分配空間和1.5 GB的OldGen空間。