如何判斷對(duì)象“無用”？

關(guān)于判斷對(duì)象是否無用的算法，在JVM的發(fā)展過程中出現(xiàn)過兩種算法：一種是引用計(jì)數(shù)和根集算法。

引用計(jì)數(shù)算法

例如下圖中的object1的引用計(jì)數(shù)是2，GC的時(shí)候不回收，object6、object7引用計(jì)數(shù)為0，GC的時(shí)候要被回收。引用計(jì)數(shù)有個(gè)缺點(diǎn)：當(dāng)引用產(chǎn)生閉環(huán)的時(shí)候即便是對(duì)象實(shí)際上已經(jīng)“無用”也無法回收了，例如下圖中的 ，object4、object5、object8直接引用關(guān)系。

引用計(jì)數(shù)算法

根集算法

引用計(jì)數(shù)算法簡(jiǎn)高效，早期的 Java 虛擬機(jī)中使用這個(gè)方式，但是正如上面提到的不能解決“引用閉環(huán)”的問題，后來的 Java 虛擬機(jī)中普普采用根集算法。從 GCRoot（比如一個(gè)靜態(tài)變量） 開始遍歷引用關(guān)系，能遍歷到的，叫做引用可達(dá)，遍歷不到的叫做不可達(dá)。不可達(dá)的對(duì)象就被判“死刑了”，GC的時(shí)候?qū)⒈粯寯赖簟?/p>

根集算法

對(duì)象回收之后的內(nèi)存如何處置？

人死了、遺產(chǎn)處理不好會(huì)產(chǎn)生很多糾紛，所以有法律制度。在 JVM 的世界里對(duì)象死了，剩下的“遺產(chǎn)”無非就是它占據(jù)的那片內(nèi)存空間。對(duì)象死后生下的那部分內(nèi)存空間進(jìn)行一下規(guī)劃的，具體算法有三種。

三種回收算法.png

標(biāo)記－清除

標(biāo)記就是把那些“無用的對(duì)象”標(biāo)記一下，被標(biāo)記的對(duì)象等于被判了死刑，也就是就可以回收了，清除就是變那些被標(biāo)記了的對(duì)象清楚掉。

GC標(biāo)記之后的狀態(tài)

清除之后的狀態(tài)

我們發(fā)現(xiàn)，清除之后的狀態(tài)，其中的可用內(nèi)存并不是連續(xù)的，也就是說內(nèi)存存在碎片，如果創(chuàng)建一個(gè)大對(duì)象，無法分配到足夠大的連續(xù)內(nèi)存空間，使得GC不得不做一次重新整理。由于可用對(duì)象和無用對(duì)象直接的內(nèi)存不是連續(xù)的，所以標(biāo)記的過程是要遍歷識(shí)別內(nèi)存區(qū)域的，清除的過程也是要遍歷識(shí)別的，整個(gè)過程效率比較低。

標(biāo)記－復(fù)制

標(biāo)記的過程不變。把內(nèi)存劃分為兩部分，一部分叫做預(yù)留區(qū)域（下圖虛線框中），不分配對(duì)象。在GC的時(shí)候把那些正在使用的對(duì)象復(fù)制到預(yù)留區(qū)域，然后再把非預(yù)留區(qū)域以外的內(nèi)存全部清除。

標(biāo)記之后內(nèi)存狀態(tài)

復(fù)制之后內(nèi)存狀態(tài)

清除之后內(nèi)存狀體

解決了效率和內(nèi)存碎片的問題，但是代價(jià)是昂貴的：犧牲了1/2的內(nèi)存，顯然在很多情況下是無法接受的。

標(biāo)記－整理

標(biāo)記的過程依然不變，標(biāo)記之后處于內(nèi)存末端區(qū)域的正在使用的對(duì)象向前移動(dòng)占據(jù)覆蓋那些被標(biāo)記了的區(qū)域（有一種碾壓的感覺），把正在使用的對(duì)象趕到一起，再把剩余的標(biāo)記對(duì)象全部清除。

標(biāo)記之后內(nèi)存狀體

移動(dòng)之后的內(nèi)存狀態(tài)

清除之后內(nèi)存狀體

分代混合算法

在現(xiàn)代虛擬機(jī)（通常就是 HotSpot(TM)），使用的分代算法來處理內(nèi)存，并沒有什么新意，只是針對(duì)對(duì)象的生命周期范圍來劃分區(qū)域，不同的區(qū)域使用不同的算法。一般分為新生代和老生代，新生代由于生命不長(zhǎng)，GC的時(shí)候大部分對(duì)象已經(jīng)死亡，所以有足夠的空間作為擔(dān)保，可用使用標(biāo)記－復(fù)制算法，對(duì)于老生代老生代使用標(biāo)記－清除或標(biāo)記－整理算法。

分代混合算法

Stop the world

抬腳打掃衛(wèi)生.png

想象一下，你不可能在媽媽一邊打掃衛(wèi)生的時(shí)候你一邊扔垃圾吧，她當(dāng)然希望你乖乖做在沙發(fā)上抬起腳來別動(dòng)。JVM的世界亦如此，前面我們說道使用引用關(guān)系的根集算法來標(biāo)記對(duì)象是否無用，二這個(gè)引用關(guān)系只是某一時(shí)刻的“快照”，使用一個(gè)叫做OopMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來保存的。引用關(guān)系是會(huì)隨時(shí)間變化的，所以在垃圾回收器進(jìn)行垃圾回收時(shí)候就必須的有所停頓，sun把這個(gè)現(xiàn)象叫做“Stop the world ”。

所以頻繁的GC會(huì)影響性能，對(duì)象存活時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)占用內(nèi)存，在實(shí)際開發(fā)過程中我們?nèi)绾稳テ胶鈨?nèi)存空間和執(zhí)行效率、如何去選擇對(duì)象生命周期是非常重要的。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java 对象之死的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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