2022-06-18

jvm

12 分钟读完 (大约 1800 个字)

GC回收与算法

在运行程序中没有任何指针指向的对象称为垃圾

标记阶段：发现垃圾

引用计数算法：
- 对象自身开启空间记录被引用次数
- 缺点是无法解决循环引用问题
- python中使用此算法，通过手动解除引用和采用弱引用来解决循环信用问题
可达性分析算法：
- 从gc root开始，在引用链上的对象是可达的，否则不是可达，可以被回收
- 缺点是效率低会存在STW，原因是必须保证在一个保证一致性的内存快照中进行，此时需要暂停用户线程
- GC Root有哪些？
  - 虚拟机栈中引用的对象
  - 本地方法栈中引用的对象
  - 方法区中类静态属性引用的对象
  - 方法区中常量池中的引用
  - 所有被同步锁持有的对象
  - 虚拟机内部的引用：基本数据类型对应的类对象，异常对象，系统类加载器
  - 分代回收的影响：例如只收集年轻代时，老年代中的对象对新生代有引用时也可以作为根节点
- 如何查看GC Root:通过工具MAT
- 如何进行对象引用的溯源#通过工具JProfiler

对象的finalization机制

在对一个对象进行垃圾回收之前虚拟机会去调用对象的finalize方法

用于释放资源：关闭文件，套接字，数据库连接等
不建议主动调用：有可能导致对象复活或执行性能差
由于finalize的存在对象会有三种状态：可触达，可复活（还未执行finalize），不可触及（已经执行finalize）

清除阶段：处理垃圾

标记清除算法

从根节点标记可达对象(非垃圾对象)，标记过程产生STW，是否存活标记放在对象头中，对未被标记对象进行清除
缺点是什么？
- 效率不高，两次遍历，第一次是可达分析，第二次是全量遍历回收
- 会产生STW
- 会产生空间碎片，并需要维护空闲列表
如何清除？
- 并不是真的置空，而是将地址维护到空闲列表

复制算法

对内存区域进行分区，每次将存活对象从回收区复制到另一个区域，例如年轻代的回收机制
优点
- 执行高效
- 内存空间连续
缺点
- 浪费内存，需要两倍内存空间
- 适合存活对象少的年轻代

标记整理算法

标记存活对象然后让所有存活的对象都向一端移动，直接清理掉端边界以外的内存。适合年老代。注意其不需要维护空闲列表，直接清除垃圾对象
优点
- 没有内存碎片化问题
- 不用占用两倍内存空间
缺点
- 效率相对低于复制算法
- 移动对象时如果对象被其它对象引用，要整体调整引用地址
- 需要STW

分代回收算法

不同年龄代的对象采用不同的回收算法。
新生代对象存活率低，就采用复制算法；
老年代存活率高，就用标记清除算法或者标记整理算法

增量收集算法

每次垃圾收集线程只收集一部分区域，接着切换到应用线程，以此往复，直到垃圾收集完成。
底层依然是标记清除和复制算法。

优点：减少STW
缺点：频繁线程切换导致系统吞吐量降低

分区收集算法

把一块大的内存空间划分为若干区域的小空间，每一个小空间的分代年龄不同(新生代，老年代，永久代，大对象)，每次只对需要收集的部分区域进行收集。

垃圾回收的基本概念

system.gc()手动触发full gc，但是不能保证能够被立即执行。一般用不到。
内存溢出oom：没有空闲内存可用，垃圾收集后也无法提供足够空间
内存泄漏memory leak：对象不会被使用但是gc又无法回收。公摊
- 单例模式中如果引用了外部对象有可能造成内存泄漏
- 有些需要close的资源未关闭导致内存泄漏。数据库连接，网络连接
stop the word:gc发生时用户线程会被暂停，gc线程执行，完成应用程序的卡顿。
程序中的并行：多个cpu分别各自处理不同的程序进程。即多个事情在同一时间点发生
程序中的并发：一个cpu不断切换不同的程序进程来执行，同一时刻只能执行一个，但看起来像是都在执行。即多个事情在同一时间段发生
垃圾回收的并行与并发
- 并行：指多条垃圾回收线程同时执行回收工作
- 串行：指单线程执行回收工作
- 并发：用户线程和垃圾回收线程同时执行(但并不一定同时，还是会有stw)
安全点
- 只有在安全点才可以进行垃圾回收
- 通常将耗时较长的指令作为安全点，例如方法调用，循环跳转，异常跳转
- 如何确保所有线程在安全点暂停？
  - 抢先式终端：首先中断所有线程，然后检查将未达到安全点的线程执行到安全点
  - 主动式中断：首先设定一个中断标志，然后各线程轮训，如果为真则自行中断挂起
安全区域
- 指在一段代码片段中对象的引用不会发生变化，这个区域的任何位置gc都是安全的
- 例如线程的sleep和blocked状态都是安全区域

什么时候发生GC

Minor GC（新生代GC）：当jvm无法为新的对象分配空间的时候就会发生Minor gc，所以分配对象的频率越高，也就越容易发生Minor gc

Full GC/Major GC（年老代GC）：①当老年代无法分配内存的时候,②当发生Minor GC的时候可能触发Full GC

本文出自：monkeyGeek

座右铭：生于忧患，死于安乐

欢迎志同道合的朋友一起交流、探讨！

monkeyGeek

# jvm, 面试

支付宝

微信