JVM垃圾收集器

一、为什么关注GC

当需要排查内存溢出、内存泄漏，垃圾收集成为系统高并发的瓶颈
需要对自动的GC实施监控和调节

二、回收哪些对象

-GC只需要关注Java堆和方法区的已死对象
-调用GC回收System.gc()

如何确定对象已经死去？ 1.引用计数法

给对象添加引用计数器。
缺点：难解决循环引用问题

2.可达性分析法 （Java虚拟机采用的方法）

• 有一系列GC rootl,包括虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象、方法区中类静态属性引用的对象、方法区中常量引用的对象、本地方法栈中Native方法引用的对象。分为全局性引用（类静态变量、常量）和执行上下文（本地变量表）。
• 如果当前对象与GC root没有路径(图论),对象不可用

三、引用与死亡标记 JDK1.2之前，引用状态有两种：引用和没有引用。如果reference类型的数据，存储了另外一块内存地址，则代表一个引用。 JDK1.2之后，引用分为4种：强引用、软引用、弱引用、虚引用。

• 强引用 Object obj = new Object()
• 软引用 在要发生内存溢出之前，先回收一次，如果不够再抛出异常
• 弱引用 垃圾回收器会直接回收弱引用
• 虚引用 不影响生存时间，无法获得他的对象实例，被回收时收到一个系统通知

死亡之前经历两次标记，才真正死亡 对象的finalize只能调用一次），则不需要执行gc了 第二次标记：把对象放置在F-Queue队列中，并且由finalizer线程执行，在执行过程中进行第二次标记。执行finalize时候可以自我拯救，赋值给一个成员变量，第二次标记会被移出”即将回收“的集合。 回收方法区：主要回收废弃常量和无用的类

无用的类”可以“回收，不是必然，但是需要提供参数支持

什么是无用的类：

• Java堆不存在该类的实例
• 加载该类的ClassLoader被回收
• 该类的Class对象已经没有被引用，无法通过反射访问该类的方法

五、hotpod算法实现

1. 遍历所有GC Roots（包含了常量、类静态属性、栈帧中的本地变量表），这个过程是很耗时的，另外进行GC必须停顿所有的执行线程(Stop the world)。现在的主流虚拟机使用准确式GC，不需要完全扫描。使用一个OopMap结构，可以知道某个对象的某个偏移量是什么类型的数据。
2. 安全点。只有在安全点线程才能暂停执行GC。

六、垃圾收集器

1. 新生代：采用复制算法
   • Serial
     • 单线程：只使用一个收集线程完成GC
     • Client模式下的新生代收集器
   • Parnew
     • Serial的多线程版本
     • Server模式下新生代收集器
   • Parallel Scanvenge：目的是达到一个可控制的吞吐量(程序运行之间占总时间的比例，总时间包括GC时间)
     • 使用参数- XX:MaxGCPauseMillis -XX:GCTimeRatio -XX:UseAdaptiveSizePolicy -XX:PretenureSizeThreshold
2. 老年代：采用标记清除/标记整理算法
   • Serial Old
     • 单线程，Client模式下用
     • 标记整理算法
     • 与Parallel Scaevnge搭配使用，也可以作为CMS的后备
   • Parallel Old：吞吐量优先，注重吞吐量和CPU资源
     • Parallel Scavenge的老年代版本
     • 使用标记-整理算法
     • 与Parallel Scavenge配合使用

• CMS(concurrent mark sweep)收集器：时间优先，尽可能缩短stop the world时间
  • 可以与Serial、ParNew配合使用
  • 步骤：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除
  • Cncurrent Mode Failure：无法处理浮动垃圾（并发清除阶段，用户线程产生的垃圾），临时启用Serial Old。
  • • XX：CMSInitiatingOccupancyFraction太高导致大量Concurrent Mode Failure

1. G1收集器：替换CMS
   • 缩短Stop the world时间
   • 分代收集
   • 空间整合：局部看是复制算法、整体看是标记-整理算法
   • 可以人为指定最长停顿时间
   • 将Java堆划分为多个大小相等的Region，新生代和老生代不再隔离，每个Region有一个价值大小，G1每次回收价值最大的Region

七、内存分配与回收策略

1. 对象优先在eden分配
2. 大对象直接进入老年代
3. 长期存活的对象进入老年代
4. 对象年龄会动态增长
5. 空间分配担保：大量对象在MinorGC后存活的情况，需要老年代担保。