深入理解Java虚拟机 第2版 周志明著（三）
第3章 垃圾收集器與內(nèi)存分配策略
3.1 如何判定對象是“活著”或者“死去”？
-
引用計數(shù)法：給對象中添加一個引用計數(shù)器，每當有一個地方引用它時，計數(shù)器就加1，當引用失效時，計數(shù)器值就減1，任何時刻計數(shù)器為0的對象就是不在被使用的對象。
缺點：很難解決循環(huán)引用問題。 -
可達性分析算法：通過一系列的稱為"GC Roots"的對象作為起始點，從這些節(jié)點開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為引用鏈，當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連時，這個對象就是不可用的。
可作為GC Roots的對象有：
1.虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象。
2.方法區(qū)中類靜態(tài)變量屬性引用的對象。
3.方法區(qū)中常量引用的對象。
3.2 引用
Java中引用的定義：如果reference類型的數(shù)據(jù)中存儲的數(shù)值代表的是另外一塊內(nèi)存的起始地址，就稱這塊內(nèi)存代表著一個引用。
在定義之下對象只有被引用或者沒有被引用兩種狀態(tài)，但是我們希望有一些中間態(tài)的對象，當空間足夠的時候保留在內(nèi)存中，如果內(nèi)存空間在進行垃圾收集后還是非常緊張的話可以拋棄這些對象。所以Java中才有了，強引用，軟引用，弱引用，虛引用。
3.3 垃圾收集算法
首先標記出所有需要回收的對象，標記完成后統(tǒng)一回收所有被標記的對象。
缺點：效率低，會產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，可能會導致需要分配較大對象時，無法找到足夠的連續(xù)內(nèi)存而不得不提前觸發(fā)一次GC。
將可用內(nèi)存的容量劃分為大小相等的兩塊，每次只用其中一塊，當這一塊的內(nèi)存用完了，就將還活著的對象復制到另外一塊上，然后再把使用過的這塊清空。
缺點：內(nèi)存縮減為原來的一半。
大部分虛擬機都是用這種算法，但是內(nèi)存比例是按照8：1：1來分配的。即將內(nèi)存分為較大的Eden空間，和兩塊較小的From Survivor和To Survivor空間，每次使用Eden和From Survivor。當回收時，將Eden和From Survivor中還存活的對象一次性的復制到To Survivor中，最后清理掉Eden和From Survivor。當To Survivor內(nèi)存空間不夠用來收集存活的對象時，需要依賴老年代進行分配擔保。
首先標記出所有需要回收的對象，然后讓所有存活的對象都向一端移動，然后直接清理掉邊界以外的內(nèi)存。
把Java堆分為新生代和老年代，這樣就可以根據(jù)各個年代的特點采用最適當?shù)氖占惴ā?/li>
3.4 垃圾收集器
Serial收集器
單線程收集器，它在進行垃圾收集時必須暫停其他所有的工作線程，直到它收集結(jié)束。它是虛擬機運行在Client模式下的默認新生代收集器。
算法：復制算法
ParNew收集器
就是Serial收集器的多線程版本，目前只有它可以和CMS收集器配合工作。單CPU的環(huán)境中效果一定不會有Serial收集器效果好，雙CPU也不一定能保證。但是CPU越多效果越好。默認開啟的收集線程數(shù)與CPU數(shù)量相同。
算法：復制算法
Parallel Scavenge收集器
新生代的收集器，又是并行的多線程收集器，特點是它的關(guān)注點與其他的收集器不同，其他的收集器的關(guān)注點是盡可能的縮短垃圾收集時間用戶線程的停頓時間。而Parallel Scavenge收集器的目標則是達到一個可控制的吞吐量。吞吐量是CPU用戶運行代碼的時間與CPU總消耗時間的比值。公式：
吞吐量 = 運行用戶代碼時間 / （運行用戶代碼時間 + 垃圾收集時間）
Parallel Scavenge收集器與ParNew還有一個重要區(qū)別就是Parallel Scavenge收集器可以設(shè)置自適應(yīng)的調(diào)節(jié)策略。Parallel Scavenge收集器架構(gòu)中是有收集器來進行老年代收集的，但是這個收集器的實現(xiàn)和Serial Old非常接近
Serial Old收集器
Serial Old是Serial收集器的老年代版本，同樣是單線程收集器，這個收集器的主要意義在于給Client模式下的虛擬機使用，一般作為CMS收集器的后備預(yù)案。
算法：標記 - 整理
Parallel Old收集器
Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本。在注重吞吐量以及CPU資源敏感的場合，都可以優(yōu)先考慮Parallel Scavenge收集器加Parallel Old收集器的組合。
算法：標記 - 整理
CMS收集器
老年代收集器，CMS收集器是一種以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器。優(yōu)點，并發(fā)收集，低停頓。
算法：標記 - 清除
運作過程分為：初始標記，并發(fā)標記，重新標記，并發(fā)清除4個步驟。其中初始標記和重新標記這兩個步驟仍然需要Stop The World。
初始標記：僅僅只是標記一下GC Roots能直接關(guān)聯(lián)到的對象，速度很快、
并發(fā)標記：就是進行CG Roots Tracing（找引用鏈）的過程。
重新標記：是為了修正并發(fā)標記期間因用戶程序繼續(xù)運作而導致標記產(chǎn)生變動的那一部分對象的標記記錄。這個階段的停頓時間一般會比初始標記的時間長，但是遠低于并發(fā)標記的時間。
并發(fā)清除：回收垃圾。
缺點：1.雖然不會導致用戶線程停頓，但會因為占用了一部分線程導致應(yīng)用程序變慢，總吞吐量降低。2.CMS無法處理浮動垃圾（并發(fā)清除中用戶線程還在運行，也就還會有新的垃圾出現(xiàn)，這一部分垃圾沒有被標記過，無法在當次收集中處理掉，這一部分垃圾稱為浮動垃圾）。正是因為清除的時候用戶線程還在運行，所以需要預(yù)留一部分空間給用戶線程在這期間產(chǎn)生的垃圾使用，如果預(yù)留的空間不夠用，虛擬就就會臨時啟用Serial Old收集器來重新進行老年代的垃圾收集，停頓時間就很長了。3.由于算法實現(xiàn)的原因會產(chǎn)生大量的空間碎片。
G1收集器
面向服務(wù)端的收集器，優(yōu)點：并行與并發(fā)，分代收集，空間整合，可預(yù)測停頓。它將整個java堆劃分為多個大小相等的獨立的區(qū)域（Region），新生代和老年代不再是物理隔離，他們都是一部分Region（不需要連續(xù)）的集合。
運作過程分為：初始標記，并發(fā)標記，最終標記，篩選回收4個步驟。
3.5 內(nèi)存分配
1.對象優(yōu)先在Eden分配（當Eden沒有足夠空間時，虛擬機發(fā)起一次Minor GC）。
2.大對象直接進入老年代。
3.長期存活的對象進入老年代（默認年齡15）。
4.如果在Survivor空間中相同年齡所有對象大小的總和大于Survivor空間的一半，年齡大于或者等于該年齡的對象可以直接進入老年代。
5.空間分配擔保：在發(fā)生Minor GC之前，虛擬機會檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于新生代所有對象總空間，如果大于，那Minor GC安全。如果小于，接著查看HandlePromotionFailure的值是否允許失敗，如果設(shè)置允許失敗，會檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于歷次晉升到老年代對象的平均大小，如果大于，嘗試進行一次Minor GC。如果小于或者HandlePromotionFailure的值設(shè)置不允許，那這時需要進行一次Full GC。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的深入理解Java虚拟机 第2版 周志明著（三）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 【第64期】豆瓣9.8分，周志明的《凤凰
- 下一篇： 《深入理解Java虚拟机》-周志明（转）