java虚拟机垃圾回收

时间:2022-12-27 17:25:55

java虚拟机垃圾回收

缺点 : 垃圾回收的一个潜在的缺点是它的开销影响程序性能。Java虚拟机必须追踪运行程序中有用的对象,而且最终释放没用的对象。

优点 : 当一个对象不再被引用的时候,内存回收它占领的空间,以便空间被后来的新对象使用, 自动释放内存空间,减轻编程的负担。

垃圾收集的算法分析

 大多数垃圾回收算法使用了根集(root set)这个概念;所谓根集就是正在执行的Java程序可以访问的引用变量的集合(包括局部变量、参数、类变量),程序可以使用引用变量访问对象的属性和调用对象的方法。垃圾回收首先需要确定从根开始哪些是可达的和哪些是不可达的,从根集可达的对象都是活动对象,它们不能作为垃圾被回收,这也包括从根集间接可达的对象。而根集通过任意路径不可达的对象符合垃圾收集的条件,应该被回收
  2.1. 引用计数法(Reference Counting Collector)
  引用计数法是唯一没有使用根集的垃圾回收的法,该算法 使用引用计数器来区分存活对象和不再使用的对象 。一般来说,堆中的每个对象对应一个引用计数器。当每一次创建一个对象并赋给一个变量时,引用计数器置为1。当对象被赋给任意变量时,引用计数器每次加1当对象出了作用域后(该对象丢弃不再使用),引用计数器减1,一旦引用计数器为0,对象就满足了垃圾收集的条件。
  基于引用计数器的垃圾收集器运行较快,不会长时间中断程序执行,适宜地必须实时运行的程序。但引用计数器增加了程序执行的开销,因为每次对象赋给新的变量,计数器加1,而每次现有对象出了作用域生,计数器减1。

  2.2. tracing算法(Tracing Collector)追踪算法 标记清楚算法
  tracing算法是为了解决引用计数法的问题而提出,它使用了根集的概念。基于tracing算法的垃圾收集器从根集开始扫描,识别出哪些对象可达,哪些对象不可达,并用某种方式标记可达对象,例如对每个可达对象设置一个或多个位。在扫描识别过程中,基于tracing算法的垃圾收集也称为 标记和清除(mark-and-sweep) 垃圾收集器.

  2.3. compacting算法(Compacting Collector) 压缩算法
  为了解决堆碎片问题,基于tracing的垃圾回收吸收了Compacting算法的思想,在清除的过程中,算法将所有的对象移到堆的一端,堆的另一端就变成了一个相邻的空闲内存区,收集器会对它移动的所有对象的所有引用进行更新,使得这些引用在新的位置能识别原来的对象。在基于Compacting算法的收集器的实现中,一般增加句柄和句柄表。

  2.4. copying算法(Coping Collector)复制算法
  该算法的提出是为了克服句柄的开销和解决堆碎片的垃圾回收。它开始时把堆分成一个对象区和多个空闲区,程序从对象区为对象分配空间,当对象满了,基于coping算法的垃圾回收就从根集中扫描活动对象,并将每个活动对象复制到空闲区(使得活动对象所占的内存之间没有空闲间隔),这样空闲区变成了对象区,原来的对象区变成了空闲区,程序会在新的对象区中分配内存。
  一种典型的基于coping算法的垃圾回收是stop-and-copy算法,它将堆分成对象区和空闲区域区,在对象区与空闲区域的切换过程中,程序暂停执行。

  2.5. generation算法(Generational Collector) 分代算法
  stop-and-copy垃圾收集器的一个缺陷是收集器必须复制所有的活动对象,这增加了程序等待时间,这是coping算法低效的原因。在程序设计中有这样的规律:多数对象存在的时间比较短,少数的存在时间比较长。因此, generation算法将堆分成两个或多个,每个子堆作为对象的一代 (generation) 。由于多数对象存在的时间比较短,随着程序丢弃不使用的对象,垃圾收集器将从最年轻的子堆中收集这些对象。在分代式的垃圾收集器运行后,上次运行存活下来的对象移到下一最高代的子堆中,由于老一代的子堆不会经常被回收,因而节省了时间。
引用计数收集器图式

新生代: 新生代分为eden和survivor两块space , survivor 分为from survivor to survivor 两块
可用GC 1.串行GC 2.并行回收GC 3.并行GC
串行gc 采用复制算法 适用于单CPU,物理内存不超过2M s空间不足 直接进入旧生代

      并行回收GC   采用复制算法   适用于多CPU,物理内存超过2M  可以手动设置eden  s0  s1的大小 比串行回收时间缩短
并行GC 分配space采用串行分配机制 但是须配合旧生代的CMS GC 旧生代发生minor GC是需要维护处理,新生代不需要,
所以并行GC不可与旧生代并行的GC同时使用

旧生代
可用GC 1.串行CC 2.并行GC 3.并发GC

         串行:三个步骤 1.从根集合开始扫描,按照三色着色的方式进行标识
2.遍历整个旧生代或持久代,找出未标识的对象,对其内存进行回收
3.滑动压缩,留出一块连续的到结尾处的空间
并行:相比串行缩短暂停应用的时间,加长扫描和标记的时间
并发:采用Mark-Sweep方式 标记(暂停整个应用) 并发标记(恢复所有线程) 重新标记(暂停整个应用) 并发收集 (恢复所有线程)

当旧生代和持久化出发GC时,其实是对新生代,旧生代及持久代都进行GC,又称Full GC
特殊情况:新生代进行Minor GC前 后移到旧生代的对象多余旧生代的剩余空间,Minor GC就不会执行了,而是直接采用旧生代的GC方式对所有代进行回收
3. 在特定的情况下,一些垃圾收集算法会优于其它算法。基于Adaptive算法的垃圾收集器就是监控当前堆的使用情况,并将选择适当算法的垃圾收集器。
使用System.gc()可以不管JVM使用的是哪一种垃圾回收的算法,都可以请求Java的垃圾回收。在命令行中有一个参数-verbosegc可以查看Java使用的堆内 存的情况,它的格式如下:
  java -verbosegc classfile
需要注意的是,调用System.gc()也仅仅是一个请求(建议)。JVM接受这个消息后,并不是立即做垃圾回收,而只是对几个垃圾回收算法做了加权,使垃圾回收操作容易发生,或提早发生,或回收较多而已。
4. finalize()方法
Java提供了缺省机制来终止该对象心释放资源,这个方法就是finalize()  在finalize()方法返回之后,对象消失,垃圾收集开始执行
一旦垃圾回收器准备好释放对象占用的存储空间,首先会去调用finalize()方法进行一些必要的清理工作。 只有到下一次再进行垃圾回收动作的时候,才会真正释放这个对象所占用的内存空间。