java垃圾回收机制1

Java 垃圾回收机制 - 标记清除算法和分代假设 Java 垃圾回收机制是 Java 语言中的一种自动内存管理机制，旨在释放无用对象所占用的内存空间，以避免内存溢出和提高系统性能。其中，标记清除算法是 Java 垃圾回收机制中的一种主要理论算法。在实践过程中，为了满足真实情景需要，需要进行许多调整，从而导致内存碎片化和磁盘碎片化。 标记清除算法的主要思想是，首先标记所有可达对象，然后清除不可达对象。标记过程中，JVM 需要确保区域被不可达对象填充。这会导致内存碎片化，同样会导致磁盘碎片化，从而产生两个问题：写操作因为寻找下一个足够尺寸的空间变得耗费时间，这个写操作不再简单。当创建新对象的时候，JVM 分配一个连续的空间。如果内存碎片遍布每一个点，没有足够的空间容纳新创建的对象，分配就会发生错误。 为了避免上述问题，JVM 会确保碎片化不会失控。因此不会仅仅标记清除，垃圾回收期间，“内存整理”进程同时在工作。这个进程重新分配所有的可达对象，让他们紧密排列，消除（或者减少）碎片。 在 Java 垃圾回收机制中，还有一个重要概念，即分代假设。根据分代假设，对象可以分为两种：绝大多数对象很快就成为无用对象，很少部分对象讲过很长时间存活下来。基于这个假设，VM 内存空间被划分为 Young 代和 Old 代，后者有时也叫做 Tenured。这种方式虽说不上毫无问题，但可以大大提高垃圾回收的性能。 在 Young 代中，垃圾回收器收集一个分代中的对象的时候，不同分代中的对象彼此相互引用的时，实际上被当作“GC roots”。为了提高垃圾回收的性能，Java 垃圾回收机制还提供了一些其他机制，如 Eden 区、Survivor 区和 Old 区等。 Eden 区是对象被新创建的时候分配的内存区域。在这个区域中，多线程可以同时创建多个对象。在 Eden 区里，Eden 被分成一个或多个 Thread Local Allocation Buffer（缩写：TLAB）。在这些缓存里，JVM 允许线程在对应的缓存中分配绝大多数的对象，避免昂贵的多线程同步。 Survivor 区紧邻 Eden 区的下一个区域时两个叫做 from 和 to 的 Survivor 区。需要注意的一点，两块区域中的一块是空的。Survivor 中的空的区域会保存下一刻 Young 代中垃圾回收后的对象。Young 代所有存活的对象（包括 Eden 区和 Survivor 区中非空的 from 区域）被复制到 Survivor 区的“to”区域。在这之后，“to”区域存放所有对象，“from”区域清空。两者进行调换（译者注：即 from 变成 to,to 变成 from）。 在两个区域进行数次复制存活对象操作，直到一些对象足够成熟（“old enough”）。记住这一点，基于分代假设，一些对象在数次 GC 之后存活下来，而且在很长一段时间内继续被引用。这样的“tenured”对象会升级到 Old 代。这种情况发生的时候，对象不再从 Survivor 区一个区域移动到另外一个区域，而是进入 Old 区，在成为不可达对象之前它们一直存在在 Old 区中。 为了确定哪些对象“old enough”，需要为 Old 区提供一种算法，GC 记录幸存对象的详细信息。每代 GC 完成之后，那些依然存活的对象年龄进行增长。每当年龄超过设定的阀值之后，对象才会被升迁到 Old 区。实际上阀值被 JVM 动态设定，­XX:+MaxTenuringThreshold 除外，它设置最高限定。XX:+MaxTenuringThreshold=0 表示跳过 Survivor 区的两个区域之间复制过程直接进入 Old 区。JVM 默认阀值是 GC 循环。