【JVM】学习JVM垃圾回收理论

参考链接：https://www.cnblogs.com/aspirant/p/8662690.html

一，垃圾回收算法

JVM内存结构：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆区、方法区

1，引用计数法：

早期JAVA使用的算法

原理：当对象被创建时，这个对象的实例会关联到一个变量进行计数，每当该实例被引用1次计数器+1，失去1个引用时，计数器减1。计数为0时，该对象处于可以被回收的状态。

优点：实时执行，应用不会挂起，只影响部分区域，不影响全部区域，速度快。

缺点：每次对象被引用，都会计数，增加了开销；并且无法解决循环引用问题。

引用计数法对象互相引用导致无法回收问题解决方案：https://www.zhihu.com/question/44079404

我能理解的有两个：

1，将循环引用的代码改成弱引用。

2，重构代码，让循环引用的场景不再出现。

其他后续的后续研究吧。

2，可达性分析算法（GCRoots）：https://blog.csdn.net/qq_38844645/article/details/80494742

原理：简单地说，从根节点遍历，找到所有有关系的节点。没有引用的节点就是可以回收的对象。当没有引用的节点被扫描到后，会进行标记。下一次扫描时，才会清除这个节点。如果这个节点在下一次GC时重新建立了引用关系，则不会被回收。

优点：回收更彻底

缺点：消耗大，会造成应用停顿

3，标记-清除法：https://www.cnblogs.com/Leo_wl/p/3269590.html

原理：在JVM的堆中，从根节点遍历，找到所有存活的对象并进行标记。然后再遍历一次，找到没有被标记的进行回收

优点：不影响线程

缺点：会停止整个停止进行标记清除，所以会造成应用卡顿；因为直接回收了不存活的对象，所以会产生内存碎片。

4，复制算法

原理：复制存活的对象到另外一个空间，使存活的对象之间没有空白的内存地址?

优点：解决标记-清除法产生碎片的问题

缺点：占用双倍内存

5，标记整理算法

原理：和标记清除算法差不多，但是并不是直接回收，而是移动存活对象的内存地址，使存活对象都连在一起。

优点：

缺点：这就是FULL GC 会造成应用卡顿。

6，分代收集算法

原理：根据对象的生命周期将内存划分为不同的区域：新生代，老年代，永久代，内存分配比例为新生代：老年代=1：2，永久代呢？有一套特定的计算方法。。其中新生代分为eden区，survivor1,survivor2。按照8：1：1的比例划分内存。

新的对象先进入eden区，eden区垃圾回收得很活跃，当经历几次回收后，如果对象依然存活，则复制到survivor1区，servivor1区也会有垃圾回收，但是频率没有eden区高，当survivor1区容量满了之后，survivor1中存活得对象复制到survivor2中。如此往复，直到survivor1区放不下对象，则将servivor存活的对象放到老年代。老年代中空间满之后，则进行FULL GC。新生代和老年代都装不下的大对象，则直接进入永久代。永久代都装不下的大对象，就会抛出永久代内存溢出的错误。所以一个大的查询语句就可以把内存玩崩。

新生代算法：minor GC （镜像GC？复制?）

老年代算法：标记-整理算法

永久代：永久代主要用于存放静态文件，如JAVA的类和方法。

回收方法：可达性分析算法（GCRoots）回收废弃的变量。

无用的类回收：该类所有实例已经被回收，加载该类的classloader被回收，该类的class对象没有被任何地方引用和反射。

附上：元空间和持久代(永久代)的区别： https://blog.csdn.net/u011531613/article/details/62971713

元空间：最小的数据单元，放在内存中

持久代：放在JVM中。

7，GC 的两种类型：Scavenge GC 和FULL GC

当新对象在eden区申请内存空间失败时，触发Scavenge GC。清除eden区存活对象并转移到Survivor区中，然后整理Survivor的两个区。

FULL GC：

1，老年代空间满了触发

2，持久代被写满

3，持久代内存动态调整：比如，设置的持久代空间为1024M-2048M。那么当持久代达到1024时，触发扩容策略，进行FULL GC

4，主动调用GC。

8，强引用，软引用，弱引用，虚幻引用:https://www.cnblogs.com/fengbs/p/7019687.html

强引用：大致是只要还有引用关系，就不会被回收。Object obj = new Object()

软引用：内存溢出前，回收软引用

SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str);

弱引用：生命周期是下一次垃圾回收之前  WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<String>(str);

虚幻引用：作用就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知

9,按线程划分算法

串行：

使用单线程执行回收算法，但是无法使用多线程的核心，会stop the world

并行

使用多个cpu线程并行执行垃圾回收，效率更高，但是还是会stop the world

并发

实时并发地回收，不影响用户。

新生代：串行垃圾回收器，ParNew收集器(复制)，Parellel收集器(复制)

老年代：ParNew收集器(标记-压缩),Parellel 收集器(标记-压缩),Parallel Old 收集器,CMS,G1收集器