概述

Java GC(Garbage Collection，垃圾回收)機(jī)制，是Java與C++/C的主要區(qū)別之一，作為Java開發(fā)者，一般不需要專門編寫內(nèi)存回收和垃圾清理代碼，對內(nèi)存泄露和溢出的問題，也不需要像C程序員那樣戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢。這是因為在Java虛擬機(jī)中，存在自動內(nèi)存管理和垃圾清掃機(jī)制。概括地說，該機(jī)制對JVM中的內(nèi)存進(jìn)行標(biāo)記，并確定哪些內(nèi)存需要回收，根據(jù)一定的回收策略，自動的回收內(nèi)存，永不停息的保證JVM中的內(nèi)存空間，防止出現(xiàn)內(nèi)存泄露和溢出問題。

在真實工作中的項目中，時不時的會發(fā)生內(nèi)存溢出、內(nèi)存泄露的問題，這也是不可避免Bug，這些潛在的Bug在某些時候會影響到項目的正常運行，如果你的項目沒有合理的進(jìn)行業(yè)務(wù)內(nèi)存分配，將會直接影響到的項目的并發(fā)處理，當(dāng)垃圾收集成為系統(tǒng)達(dá)到更高并發(fā)量的瓶頸時，我們就需要對這些“自動化”的技術(shù)實施必要的監(jiān)控和調(diào)節(jié)，而了解GC實現(xiàn)機(jī)制則是我們一切監(jiān)控和調(diào)節(jié)的前提。

GC提供了幾種回收策略(回收算法):

標(biāo)記清除法(Mark-Sweep)

從根節(jié)點開始標(biāo)記所有可達(dá)對象，其余沒標(biāo)記的即為垃圾對象，執(zhí)行清除。但回收后的空間是不連續(xù)的。從圖中可以很容易看出標(biāo)記-清除算法實現(xiàn)起來比較容易，但是有一個比較嚴(yán)重的問題就是容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片，碎片太多可能會導(dǎo)致后續(xù)過程中需要為大對象分配空間時無法找到足夠的空間而提前觸發(fā)新的一次垃圾收集動作。

復(fù)制算法(Copying)

為了解決Mark-Sweep算法的缺陷，Copying算法就被提了出來。它將可用內(nèi)存按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當(dāng)這一塊的內(nèi)存用完了，就將還存活著的對象復(fù)制到另外一塊上面，然后再把已使用的內(nèi)存空間一次清理掉，這樣一來就不容易出現(xiàn)內(nèi)存碎片的問題。這種算法雖然實現(xiàn)簡單，運行高效且不容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片，但是卻對內(nèi)存空間的使用做出了高昂的代價，因為能夠使用的內(nèi)存縮減到原來的一半。很顯然，Copying算法的效率跟存活對象的數(shù)目多少有很大的關(guān)系，如果存活對象很多，那么Copying算法的效率將會大大降低。

標(biāo)記壓縮法(Mark-Compact)

標(biāo)記壓縮法?適合用于老年代的算法(存活對象多于垃圾對象)。標(biāo)記后不復(fù)制，而是將存活對象壓縮到內(nèi)存的一端，然后清理邊界外的所有對象。標(biāo)記壓縮法缺點:效率慢。并且移動他的內(nèi)存空間會對用戶產(chǎn)生速度的影響。

分代收集法(Generational Collection)

分代收集算法是目前大部分JVM的垃圾收集器采用的算法。它的核心思想是根據(jù)對象存活的生命周期將內(nèi)存劃分為若干個不同的區(qū)域。一般情況下將堆區(qū)劃分為老年代(TenuredGeneration)和新生代(Young Generation)，老年代的特點是每次垃圾收集時只有少量對象需要被回收，而新生代的特點是每次垃圾回收時都有大量的對象需要被回收，那么就可以根據(jù)不同代的特點采取最適合的收集算法。

目前大部分垃圾收集器對于新生代都采取Copying算法，因為新生代中每次垃圾回收都要回收大部分對象，也就是說需要復(fù)制的操作次數(shù)較少，但是實際中并不是按照1：1的比例來劃分新生代的空間的，一般來說是將新生代劃分為一塊較大的Eden空間(占8等份)和兩塊較小的Survivor空間(各占1等份)，每次使用Eden空間和其中的一塊Survivor空間，當(dāng)進(jìn)行回收時，將Eden和Survivor中還存活的對象復(fù)制到另一塊Survivor空間中，然后清理掉Eden和剛才使用過的Survivor空間。而由于老年代的特點是每次回收都只回收少量對象，一般使用的是Mark-Compact算法。

注：新生代：新生代用于存放剛創(chuàng)建的對象以及年輕的對象

老年代：幸存對象經(jīng)過一定時間仍存在，進(jìn)入老年代(tenured)。

Java內(nèi)存模型：方法區(qū)(Method Area)、Java堆(Heap)、Java棧(VM Stack)、本地方法棧(Native Method Stack)、程序計數(shù)器(PC 寄存器)。

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總結(jié)

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