Java内存回收(垃圾回收)机制总结

一、背景：

Java程序员编写程序时，对于新建的对象，当不再需要此对象时，不必去释放这个对象所占用的空间，这个工作是由Java虚拟机自己完成的 ，即内存回收或垃圾回收。

二、如何知道一个对象所占用的空间可以回收了呢？

1.常用的一种算法是引用计数法，如果一个对象的引用为0了，那就可以回收了。但是对于这种方法致命缺陷，当对象之间存在循环引用的时候，A引用B，B引用A，这样A和B的引用就一直不会为0，那就无法回收了。

2、Java采用的算法为根搜索算法，以一系列GC Roots为起点，向下搜索，如果存在引用，则对象依然在用，不能回收；如果不存在引用，则可以回收。

可以作为GC Roots的有如下几种：

a、虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用的对象

b、方法区中的类静态属性引用的对象

c、方法区中的常量引用的对象

d、本地方法栈中JNI的引用的对象

三、java堆栈内存结构划分：

1.新生代（Young Generation）：又细分为三块（eden，S0，S1）

新的对象总是在新生代创建。

2.老年代（Old Generation）

在新生代存放一定时间之后，在新生代空间不够时，对象会被移到老年代。

3.永久代（Permanent）

用于存在类信息。对于动态生成的类，后续不会再使用到，所以可以进行回收。

四、为什么采用分代（区）的方式来进行堆栈空间的管理呢？

因为不同的对象存活时间不同，多数对象存活时间很短，少数对象存活时间很长。如果每次回收都遍历所有对象，效率将会非常低。按对象存活时间长短，划分不同的内存区域来管理对象，对不同的区采用不同的回收算法。

五、主要的空间回收算法：

1.复制算法

对于新生代，划分了eden/S0/S1三块区域，开始对象创建在eden区域上。

下面来描述一下可能的操作过程，各个java虚拟机的实现会有差异，下面是大致进行阐述。

第一次清理的时候，将可以清除的对象删除，将要保留的对象都复制到S0区域，eden区域清空，对象年龄标记增长1；

第二次清理的时候，将可以清除的对象删除，将要保留的对象从eden和S0都复制到S1，并将eden和S0都清空，对象年龄标记增长1；

第三次清理的时候，将可以清除的对象删除，将要保留的对象从eden和S1都复制到S0，并将eden和S1都清空，对象年龄标记增长1；

后续清理的时候，以此重复上面的步骤，当对象的年龄达到一定值时，就被移到老年代中去。

对于上面的过程，可以通过jvisualvm观测到，会发现eden和S0同时被清空，对象转移到S1，或eden和S1同时被清空，对象转移到S0.

下面给出两张jvisualvm的截图：

时刻1：

时刻2：

时刻3：

通过上面三张图对比可以看到，当S0被占用时，S1就是空的；S1被占用时，S0就是空的，这也就印证了上面算法描述里说的信息。

2.标记清除算法（包括整理）

因为老年代中，可以回收的对象很少，所以触发对老年代的回收几率也比较低，对于老年代也不采用复制算法，因为那样空间利用率比较低，而是采用标记清除（整理）方式。如果对应对象的空间可以回收了，就进行回收，并对对象存储位置进行移动，将对象移到到一起，避免中间存在空隙，便于后续内存分配。

六、几个可以用于指定java虚拟机各个块大小的参数：

-XX:PermSize       设置永久代初始大小(样例：-XX:PermSize=40M)

-XX:MaxPermSize    设置永久代最大大小(样例：-XX:MaxPermSize=100M)

（注：java对此参数值限制，具体限制可能因操作系统、CPU/内存差异而又不同，在Window7上测试时，最小值为12M；不能设置为奇数，必须为偶数）

-XX:NewSize        设置新生代初始大小(样例：-XX:NewSize=10M)

-XX:MaxNewSize     设置新生代最大值(样例：-XX:MaxNewSize=20M)

-XX:SurvivorRatio  设置新生代中eden和survivor区(S0/S1)的比例，通过验证，实际大小比例为该值*1.2，如设置为8，则eden空间大小/S0=8*1.2(样例：-XX:SurvivorRatio=8)

-Xmx               设置堆栈最大值，包括老年代和新生代，不包括永久代(样例-Xmx100M)

-Xms               设置堆栈初始大小(样例：-Xms50M)

-XX:NewRatio       老年代和新生代的大小比例，设置此参数时不能设置MaxNewSize，否则此参数失效(样例：-XX:NewRatio=2)

参考资料：

http://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/java/gc01/index.html

http://www.open-open.com/lib/view/open1380593930103.html

http://blog.csdn.net/time_hunter/article/details/12405127