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本文主要教书在java诬捏机垃圾回收机制中，如何判断对象是否存活和图解垃圾回收算法。

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一、综合

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关于java门径员来说，几许听过GC、垃圾回收机制这些名词。不外到底什么是垃圾回收，哪些是垃圾，如何进行回收呢?本文将会给出谜底。

二、垃圾回收机制

垃圾回收(英语：Garbage Collection，缩写为GC)，在贪图机科学中是一种自动的存储器经管机制。当一个贪图机上的动态存储器不再需要时，就应该赐与开释，以让出存储器，这种存储器资源经管，称为垃圾回收。

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为了便捷全球雄厚，我就画了一个形象的图，一家饭铺有好多桌子(贯串的内存区域)，顾主(对象)来店里吔饭，可是这些顾主很社会，我方不会吃完结就走，得让店家往外面赶。过去是雇主娘来干这活(手动开释内存)，当今引进了吃完饭滚开机器东说念主(垃圾回收机制)来叫吃完的顾主滚开。

产生：最初，垃圾回收并不是java的伴坐褥品。最早使用垃圾回收的谈话是1960年竖立的Lisp，垃圾回收器的场所是削弱门径员的包袱，同期也减少门径员犯错的契机。当今，经过半个多世纪的发展，咫尺垃圾回收技巧还是相等进修，何况大多数谈话都复旧垃圾回收，举例Python、Erlang、C#、Java等。

为什么要了解GC和内存分派?

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当咱们需要排查多样内存袒露、内存溢出，当垃圾汇集成为系统达到高并发的瓶颈时，就需要对这种自动化技巧进行监督和转念。(吃完饭滚开机器东说念主也不是全能的，也需要雇主娘来转念机器东说念主参数)

三、哪些内存需要回收

最初，咱们知说念门径计数器、诬捏机栈、土产货法子栈这三个区域是线程独到的，它们是与线程死活不渝的;栈帧是伴跟着法子履行进栈，法子结果出栈，在类结构笃定后，每个栈帧占多大内存基本笃定。是以这几个区域并不需要进行经管。

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然后，java堆和法子区是内存分享的，一个接口有多个完毕类，不同的类需要的内存可能不同，一个法子的不同的分支需要的内存可能不同。咱们唯独在系统运行时材干笃定需要创建哪些对象，这里是垃圾回收器的主战场。

垃圾汇集战术

援用计数算法(Reference Counting)

给对象添加一个计数器，每当一个地方援用它时，计数器就加1，援用失效是就减1。当计数器为0时，这个对象就不会就不会再被使用了——对象圆寂。

援用计数算法完毕容易，效果很可以，在Python、Ruby等谈话都使用了这种算法。可是主流java诬捏机并莫得使用这种算法来经管内存，因为无法处理对象的轮回援用问题。

public class ReferenceCounting {  public static void main(String[] args) {  Dog dog1 = new Dog();  Dog dog2 = new Dog();  // 狗1和狗2对象之间相互援用  dog1.setSon(dog2);  dog2.setSon(dog1);  // 将两个对象的援用开拓为空  dog1 = null;  dog2 = null;  System.gc();  } } class Dog {  private Dog son;  public Dog getSon() {  return son;  }  public void setSon(Dog son) {  this.son = son;  } } 

在启动参数里开拓-XX:+PrintGCDetails这个参数，打印日记

[GC 7926K->480K(502784K), 0.0023280 secs] [Full GC 480K->316K(502784K), 0.0098820 secs] 

可已了了的看到尽管两个对象相互援用，但仍被回收，是以hotspot并不是援用计数算法算法。

追踪汇集器(Tracing garbage collection)

咫尺主流的诬捏机java、C#都是使用Tracing garbage collection来判断对象是否存活的，以致于当东说念主们提到垃圾回收时就会预料Tracing garbage collection。

基本想想：界说一些GC Roots的对象为肇始点，追踪对象是否能通过一个援用链(a chain of references )达到这些笃定的GC Roots对象上，那些无法达到这些跟对象(root object)的对象将被视为已圆寂。这种算法践诺完毕会复杂多变。

启动绘制，当今咱们开拓GC Roots，有面的碗和点菜单。那些碗里是空的在点菜单上还没名字的东说念主会被符号为绿色，存活下来的有，左上角碗里有面的东说念主，等上头的非光棍狗，整整皆皆一家东说念主天然把握两个都是空面，点菜单上也莫得，可是缺被中间的东说念主援用，而中间的东说念主适值碗里有面!这等于“追踪吃完饭不走的东说念主法子”。

在java中，会开拓如下对象为GC Roots：

诬捏机栈(栈帧的土产货变量表)中援用的对象：也等于局部变量援用的对象 法子区中类静态属性援用的对象：public static Dog dog= new Dog(); 法子区中常量援用对象：public static final HashMap map = new HashMap(); 土产货法子栈JNI中援用的对象。

可达性分析算法(Reachability analysis)：

要是全球读过周志明憨厚的深远了解java诬捏机一定会知说念可达性分析这个名词，也等于这里的Tracing garbage collection。启动我合计是两种不同的叫法，不外我使用google搜索Reachability analysis时并每有找到和垃圾回收关连的信息，百度查到的可达性分析算法基本一说念出自深远了解java诬捏机wiki百科里对可达性分析的态状是用于笃定散布式系统可以达到全局景色。而java的垃圾回收战术是Tracing garbage collection。是以我怀疑可能是深远了解java诬捏机用错了名词。

逃跑分析(Escape analysis)

逃跑分析将对象堆上分派(heap allocations)转到栈上分派(Stack allocations),从而减少许多垃圾回收的使命。在编译时判定在函数内分派的对象是否被外部法子或线程调用，要是莫得则会将对象分派到栈中，减少垃圾回收使命。

援用

在jdk1.2之后，java对援用的意见进行了彭胀，将援用分为了强援用(Strong Reference)、软援用(Soft Reference)、弱援用(Weak Reference)、虚援用(Phantom Reference)四种。

强援用等于指在门径代码之中广宽存在的，相同”Object obj = new Object()”这类的援用，只须强援用还存在，垃圾汇集器遥远不会回收掉被援用的对象 软援用是用来态状一些还灵验但并非必需的对象，关于软援用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出极端之前，将会把这些对象列进回收限制进行第二次回收。要是此次回收还莫得弥散的内存，才会抛出内存溢出极端。在JDK1.2之后，提供了SoftReference类来完毕软援用 弱援用亦然用来态状非必需对象的，可是它的强度比软援用更弱一些，被弱援用关联的对象，只可生活到下一次垃圾汇集发生之前。当垃圾汇集器使命时，不管刻下内存是否弥散，都会回收掉只被弱援用关联的对象。在JDK1.2之后，提供了WeakReference类来完毕弱援用 虚援用也成为阴魂援用大概幻影援用，它是最弱的一中援用关系。一个对象是否有虚援用的存在，十足不会对其生活时候组成影响，也无法通过虚援用来获得一个对象实例。为一个对象开拓虚援用关联的唯独场所等于能在这个对象被汇集器回收时收到一个系统见告。在JDK1.2之后，提供给了PhantomReference类来完毕虚援用

一个可以被淡忘的要道字——finalize

当一个决定一个对象是否需要被回收时需要资格两个符号进程。第一次是追踪对象是否与GC Roots邻接，要是莫得进行符号，第二次是判断对象未重写finalize法子，大概finalize法子还是被调用过，此时对象透顶圆寂。

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finalize法子要是重写且未被调用会将对象放到一个低优先级以致不履行的部队F-Queue中，之后调用对象的finalize法子，要是在法子中对象被GC Roots援用，对象自救得胜。可是F-Queue可能不会履行，是以这种子救法子并这可靠。有些教程推选finallize来开释资源，那为什么无须try-finally来作念呢?

这个要道字可以健忘了。

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四、垃圾汇集算法

符号-排除(Mark-Sweep)算法

符号排除算法包括两个阶段，最初符号出需要回收的对象(符号法子就在上头)，在符号完成后，长入回收所有被符号的对象。符号了了算法是一所有垃圾回收算法的基础，后续算法都是笔据其不及进行改新。

污点：

效果低，符号和排除两个进程效果都不高; 空间破碎，符号了了之后会产生无数吧贯串的内存碎屑，空间碎屑太多，当有大对象需要分派空间时会提前触发gc。

空桌子是未使用的内存，被绿色符号的是可以排除的对象，这是排除前的景色，整整皆皆一家东说念主是比拟大的对象需要占据贯串的区域。

这是排除之后的景色，内存碎屑太多，当分派比拟大的整整皆皆一家东说念主时就会提前触发新的GC。

复制(Copying)算法

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为了处理效果问题，出现了复制算法，可以将内存差别为大小十分的两块，每次只使用其中一块，当这块内存用完将存活的对象复制到另一块内存上去，将使用过的内存一次排除掉。这种算法效果高，但太糜掷空间。

如上图所示，当今使用下半部安分存。当算帐时把未被符号的复制到上头的内存，然后一次排除下半部安分存。

当今营业诬捏机大多都接受这种算法往复收更生代。但并不是按照1:1来分派内存的，因为IBM作念过特地操办，在更生代中对象98%都是朝生幕死的。

将内存差别为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间。每次使用Eden和其中一块Survivor，回收时将存活的对象复制到另一块Survivor中，排除Eden和被使用的Survivor。一般Eden，Survivor1，Survivor2比例为8:1:1，这么唯独10%的内存会被糜掷。

号码大小：上期号码开出两大一小组合，最近100期两大一小组合出现了41次，其下期全小出现4次，两小一大出现11次，两大一小出现17次，全大出现8次，本期预计两大一小组合再次出现。

文化

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这里要是将Eden翻译为伊甸，对象降生的地方，Survivor幸存者，回收后幸存的对象，会比拟好雄厚吧。

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要是回收后对象对象果然超过了10%，Survivor空间不够时，需要依赖其他内存(老年代)进行分派担保(Handle Promotion)。

符号整理算法

复制汇集算法并不适用于对象存活率较高的情况。当对象存活过多，需要复制的对象就会变多，效果将会着落。而且要是不想糜掷50%的空间，就需要行使特等的空间进行分派担保，是以老年代并不适用这种算法。

笔据老年代的特色，有东说念主提倡的符号整理算法，将对象符号后，会将存活的对象都向一端挪动，然后径直了了掉畛域除外的内存。

这个是回收之前

这个是回收之后

分代汇集算法

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这种算法是指笔据对象的存活周期将内存差别为几块，一般是把java堆分为更生代和老年代。关于每次垃圾汇集都有无数对象圆寂的更生代，接受复制算法;关于存活代高，又莫得特等空间担保的老年代接受符号-了了或符号-算帐算法。

增量汇集器

序将所领有的内存空间分红若干分区。门径运行所需的存储对象会散布在这些分区中，每次只对其中一个分区进行回收操作，从而幸免门径一说念运行线程暂停来进行回收，允许部分线程在不影响回收举止而保握运行，何况缩短回收时候，加多门径反应速率。

五、追念

本文先容了什么是垃圾回收，java诬捏机的垃圾回收战术，包括援用计数法、追踪垃圾回收和逃跑分析，又用饭铺的神志先容了几种垃圾回收算法，包括符号-排除、复制算法、符号-整理算法。

原文：https://icdream.github.io/2019/01/10/jvm03/