【JVM】JVM快速入门(4)

前言：

本文内容：GC简介及回收机制、GC-复制算法、GC-标记压缩清除算法、GC算法总结

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GC简介及回收机制

简介

Java GC（Garbage Collec，垃圾收集、回收），垃圾回收站，是将Java中无用的堆对象进行清理，释放内存空间，以免发生内存泄露。

JVM在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收。大部分时候，回收都是新生代

新生代
幸存区(from to)
老年区

GC两种类型：轻GC(普通GC)、重GC(全局GC)

引用计数法

JDK1.1之后已经废弃

引用计数器算法是给每个对象设置一个计数器，当有地方引用这个对象的时候，计数器+1，当引用失效的时候，计数器-1，当计数器为 0 的时候，JVM就认为该对象不再被使用，视为 " 垃圾 "

存在的问题：

不能解决循环引用问题(例如A和B对象互相调用，无法被使用该算法的GC回收，导致内存泄漏)
每次计数器的增加和减少都带来了很多额外的开销

根搜索算法

GC Roots Tracing

根搜索算法是通过一些 GC Roots 对象作为起点，从这些节点开始往下搜索，搜索通过的路径成为引用链（Reference Chain），当一个对象没有被 GC Roots 的引用链连接的时候，说明这个对象是不可用的。

GC Roots对象：

虚拟机栈中的引用对象
方法区域中常量引用的对象
方法区域中的类静态属性引用的对象
本地方法栈JNI(native方法)引用的对象

GC-复制算法

复制算法是把内存分成大小相等的两块，每次使用其中一块，当GC（垃圾回收）的时候，把存活的对象复制到另一块上，然后把这块内存整个清理掉，并交换两块内存的角色，完成一次垃圾回收。

优点：

没有内存的碎片

缺点：

不适用于存活对象较多的内存，复制的时候会有较多的时间消耗
GC过程中会将系统内存空间折半(会有一般的内存浪费)

GC-标记压缩清除算法

标记清除

标记—清除算法包括两个阶段：标记和清除。

标记阶段，确定所有要回收的对象（即：未被标记的对象），并做标记；

清除阶段紧随标记阶段，将标记阶段确定不可用的对象清除；

缺点：

两个过程的效率都不高
清除之后会产生大量不连续的内存，效率比连续内存空间低

标记压缩

标记—压缩把所有存活的对象压缩到内存的一端（即：把存活对象往内存的一端移动），然后直接回收边界以外的内存，并且回收完之后的内存空间是连续的。

缺点：

压缩阶段占用了系统的消耗，如果标记对象过多的话，损耗可能会很大

GC算法总结

算法总结

内存效率

复制算法>标记清除算法>标记压缩算法

内存整齐度

复制算法=标记压缩算法>标记清除算法

内存利用率

标记压缩算法=标记清除算法>复制算法

没有最好的算法，只有最合适的算法

GC：分代收集算法

年轻代：

存活率低
复制算法

老年代：

区域大，存活率高
标记清除算法(内存碎片不多)+标记压缩算法

拓展

JMM

什么是JMM？

JMM(Java Memory Model) Java内存模型
JMM的作用？

作用：缓存一致性协议，用于定义数据读写的规则

JMM定义了线程工作内存和主内存(Main Memory)之间的关系；线程之间的共享变量存储在主内存的，每个线程都有一个私有的本地内存(Local Memory)

解决共享对象可见性的问题：volilate
JMM的规则？
- 不允许read和load、store和write操作之一单独出现
- 不允许一个线程丢弃它的最近assign的操作，即变量在工作内存中改变了之后必须同步到主内存中。
- 不允许一个线程无原因地（没有发生过任何assign操作）把数据从工作内存同步回主内存中。
- 一个新的变量只能在主内存中诞生，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化（load或assign）的变量。即就是对一个变量实施use和store操作之前，必须先执行过了assign和load操作。
- 一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作，但lock操作可以被同一条线程重复执行多次，多次执行lock后，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会被解锁。lock和unlock必须成对出现
- 如果对一个变量执行lock操作，将会清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前需要重新执行load或assign操作初始化变量的值
- 如果一个变量事先没有被lock操作锁定，则不允许对它执行unlock操作；也不允许去unlock一个被其他线程锁定的变量。
- 对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步到主内存中（执行store和write操作）。