Sweep

[总结]-第三章 垃圾收集器与内存分配策略 一、知识点 1、对象是否存活的判定 引用计数法 可达性分析（GC Roots） 判定对象死亡需要经过2次标记： 第一次标记：可达性分析后没有与GC Roots相连接的引用链。 第二次标记：GC对F-Queue中的对象进行标记（低优先级的Finalizer线程会去执行F-Queue中对象的finalize()方法） 2、引用分类 强引用（Strong Reference） 主要强引用还在，则垃圾收集器不会回收被引用的对象。 软引用（Soft Reference） 内存不足即将OOM时，回收。比如：缓存数据。 弱引用（Weak Reference） 只要gc就回收。 虚引用（Phantom Reference） 可以判断被关联的对象是否被GC 3、finalize( ) 任何一个对象的finalize()方法都只会被系统自动调用一次。（注意是对象，并不是类）； finalize()如果耗时过长，GC并不会等待。它只是通知另一个线程（Finalizer）去执行而已； 知道即可，不建议使用； 4、垃圾收集算法 引用计数器 优点：实时性，只要对象的引用计数器为0，立刻回收； 缺点：互相引用就永远无法去除。 标记、清除 （一般在老年代适用） 标记：找到所有可访问的对象，做个标记； 清除：遍历堆，把未标记的对象清除； 缺点：1、标记、清除效率都低；2

3 月，跳不动了？>>> 垃圾回收（ Garbage Collection 以下简称 GC）诞生于1960年 MIT 的 Lisp 语言，有半个多世纪的历史。 在Java 中，JVM 会对内存进行自动分配与回收，其中 GC 的主要作用就是清楚不再使用的对象，自动释放内存。 GC 相关的研究者们主要是思考这3件事情。 哪些内存需要回收？ 什么时候回收？ 如何回收？ 本文也大致按照这个思路，为大家描述垃圾回收的相关知识。因为会有很多内存区域相关的知识，希望读者先学习完《 精美图文带你掌握 JVM 内存布局 》再来阅读本文。 本文的主要内容如下（建议大家在阅读和学习的时候，也大致按照以下的思路来思考和学习）： 哪些内存需要回收？即GC 发生的内存区域？ 如何判断这个对象需要回收？即GC 的存活标准？ 这里又能够引出以下的知识概念： 引用计数法 可达性分析法 引用的种类和特点、区别 （强引用、软引用、弱引用、虚引用） 延伸知识：(WeakHashMap) (引用队列) 有了对象的存活标准之后，我们就需要知道GC 的相关算法（思想） 标记-清除（Mark-Sweep）算法 复制（Copying）算法 标记-整理（Mark-Compact）算法 在下一步学习之前，还需要知道一些GC的术语，防止对一些概念描述出现混淆，知道了算法之后，自然而然我们到了JVM中对这些算法的实现和应用

作者：Vamei 出处：http://www.cnblogs.com/vamei 欢迎转载，也请保留这段声明。谢谢！ 整个教程 中已经不时的出现一些内存管理和垃圾回收的相关知识。这里进行一个小小的总结。 Java是在JVM所虚拟出的内存环境中运行的。内存分为栈(stack)和堆(heap)两部分。我们将分别考察这两个区域。 栈 栈的基本概念参考 纸上谈兵: 栈 (stack) 。许多语言利用栈数据结构来记录函数调用的次序和相关变量(参考 Linux从程序到进程 )。 在Java中，JVM中的栈记录了线程的方法调用。每个线程拥有一个栈。在某个线程的运行过程中，如果有新的方法调用，那么该线程对应的栈就会增加一个存储单元，即帧(frame)。在frame中，保存有该方法调用的参数、局部变量和返回地址。 调用栈 Java的参数和局部变量只能是 基本类型 的变量(比如int)，或者对象的 引用 (reference)。因此，在栈中，只保存有基本类型的变量和对象引用。 引用所指向的对象保存在堆中。(引用可能为Null值，即不指向任何对象) 引用与对象 当被调用方法运行结束时，该方法对应的帧将被删除，参数和局部变量所占据的空间也随之释放。线程回到原方法，继续执行。当所有的栈都清空时，程序也随之运行结束。 堆 如上所述，栈(stack)可以自己照顾自己。但堆必须要小心对待

本文中的垃圾收集器研究背景为：HotSpot+JDK1.7 一、垃圾收集器概述 如上图所示，垃圾回收算法一共有7个，3个属于年轻代、三个属于年老代，G1属于横跨年轻代和年老代的算法。 JVM会从年轻代和年老代各选出一个算法进行组合， 连线 表示哪些算法可以组合使用 二、各个垃圾收集器说明 1、Serial(年轻代） 年轻代收集器，可以和Serial Old、CMS组合使用 采用复制算法 使用单线程进行垃圾回收，回收时会导致Stop The World，用户进程停止 client模式年轻代默认算法 GC日志关键字： DefNew(Default New Generation) 图示（Serial+Serial Old) 2、ParNew (年轻代） 新生代收集器，可以和Serial Old、CMS组合使用 采用复制算法 使用多线程进行垃圾回收，回收时会导致Stop The World，其它策略和Serial一样 server模式年轻代默认算法 使用-XX:ParallelGCthreads参数来限制垃圾回收的线程数 GC日志关键字： ParNew(Parallel New Generation) 图示（ParNew + Serail Old） 3、Paralle Scavenge (年轻代） 新生代收集器，可以和Serial Old、Parallel组合使用，不能和CMS组合使用

-XX:+UseCompressedOops -XX:+TieredCompilation -server -Xms2048m -Xmx2048m -XX:MaxPermSize=384m -Xmn768m -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:+ScavengeBeforeFullGC -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=9 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 -XX:-ReduceInitialCardMarks -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled -XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction=70 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:

1 判断对象是否是垃圾算法 1.1 引用计数算法 优点：执行效率高，程序执行受影响较小 缺点：无法检测出循环引用 情况，导致内存泄漏 1.2 可达性分析算法 通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收 1.3 可作为GC Root的对象 虚拟机栈中引用的对象（栈针重点本地变量表） 方法区中的常量引用对象 方法区中的类静态属性引用的对象 本地方法栈中JNI（Native方法）的引用对象 活跃线程的应用对象 2 垃圾回收算法 2.1 标记-清除算法（Mark and Sweep） 标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记 清除：对堆内存从头到尾进行线性遍历，回收不可达对象内存 2.2 复制算法（Copying） 解决碎片化问题 顺序分配内存，简单高效 适用于对象存活率低的场景 2.3 标记-整理算法（Compacting） 标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记 清除：移动所有存活对象，且按照内存地址次序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收 总结： 避免内存的不连续性 不用设置两块内存互换 适用于存活率高的场景 2.4 分代收集算法（Generational Collector） 垃圾回收算法的组合拳 按照对象生命周期的不同划分区域以采用不同的垃圾回收算法 目的：提高JVM的回收效率 3 彩蛋 3.1 JVM运行模式 Server Client 3.2

JVM的垃圾回收机制有下面几种： 年轻态几种垃圾收集方式： Serial (复制) 是一种stop-the-world(导致应用全部暂停，僵死一会儿), 使用单个GC线程进行复制收集 将幸存对象从 Eden复制到幸存 Survivor空间，并且在幸存Survivor空间之间复制，直到它决定这些对象已经足够长了，在某个点一次性将它们复制到旧生代old generation. Parallel Scavenge (PS Scavenge)是一种stop-the-world, 使用多个GC线程实现复制收集。如同上面复制收集一样，但是它是并行使用多个线程。 ParNew是一种stop-the-world, 使用多个GC线程实现的复制收集，区别于"Parallel Scavenge"在于它与CMS可搭配使用，它也是并行使用多个线程，内部有一个回调功能允许旧生代操作它收集的对象。 旧生代几种垃圾收集方式： Serial Old (MarkSweepCompact) 是一种stop-the-world, 使用单个线程进行mark-sweep-compact(标志-清扫-压缩) 收集。 Parallel Old (PS MarkSweep) 是一种使用多个GC线程压缩收集。 ConcurrentMarkSweep (CMS) 是最并行，低暂停的收集器

[讨论] 关于GC参数的问题 ParallelScavenge（PS）的young collector就如其名字所示，是并行的拷贝式收集器。本来这个young collector就是“Parallel Scavenge”所指，但因为它不兼容原本的分代式GC框架，为了凸显出它是不同的，所以它的young collector带上了PS前缀，全名变成PS Scavenge。对应的，它的old collector的名字也带上了PS前缀，叫做PS MarkSweep。 这个PS MarkSweep默认的实现实际上是一层皮，它底下真正做mark-sweep-compact工作的代码是跟分代式GC框架里的serial old（这个collector名字叫做MarkSweepCompact）是共用同一份代码的。也就是说实际上PS MarkSweep与MarkSweepCompact在HotSpot VM里是同一个collector实现，包了两张不同的皮；这个collector是串行的。 链接：https://hllvm-group.iteye.com/group/topic/27629 深入理解java虚拟机 在Parallel Scavenge收集器架构中本身有PS MarkSweep收集器来进行老年代收集，但由于PS MarkSweep与Serial Old实现非常接近

垃圾回收常见算法 1.引用计数法（Reference Counting） 比较古老的回收算法。原理是此对象有一个引用，即增加一个计数，删除一个应用则减少一个计数。垃圾回收时，只用收集计数为0的对象。此算法最致命的是无法处理循环引用的问题。 2.复制（Copying） 此算法把内存空间划为两个相等区域，每次只使用其中一个区域。垃圾回收时，遍历当前使用区域，把正在使用中的对象复制到另外一个区域中，此算法每次只处理正在使用中的对象，因此复制成本比较小，同时复制过去以后还可以进行相应的内存整理，不会出现“碎片”问题。当然，此算法的缺点也是很明显的，就是需要两倍的内存空间。 绿色：已被使用，但还存活的内存空间。比如new了一个对象，这个对象引用了其它方法，或持有其它对象，它持有的对象正在执行某个方法。 蓝色：正在运行中的内存空间。比如某个对象在此时正在执行某个方法。 灰色：待回收的垃圾内存。 白色：未使用的内存空间 橙色：一大块空的内存区域。比如survivor区域的，from区域和to区域。 3.标记-清除法（Mark-Sweep） 最核心，最基础的内存回收算法，后面许多算法，都是基于这个算法之上延伸的。 此算法执行分两阶段。第一阶段从引用根节点（GC ROOTS）开始标记所有被引用的对象，第二阶段遍历整个堆，把未标记的对象清除。 此算法需要暂停整个应用( stop the world )

垃圾回收器有： 年轻代：Serial、ParNew、Parallel Scavenge 老年代：Serial Old、Parallel Old、CMS 年轻代与老年代：G1 年轻代 Serial 收集器 单线程的收集器，执行的时候会发生 STW（Stop the world），使用标记复制算法。 ParNew 收集器 Serial 收集器的多线程版本，同样会发生 STW（Stop the world），使用标记复制算法。 Parallel Scavenge 收集器 多线程并行的收集器，使用标记复制算法。此收集器更关注的是吞吐量（运行用户代码时间/总耗时时间），其中提供了两个参数，一个是最大垃圾收集停顿时间（-XX:MaxGCPauseMillis），另一个是吞吐量大小（-XX:GCTimeRatio）。 老年代 Serial Old 收集器 Serial 收集器的老年代版本。 Paralled Old 收集器 Serial Old 收集器的多线程版本。 CMS 收集器 全称：Concurrent Mark Sweep，是并发多线程的收集器，使用标记清理算法。整个过程有四个步骤：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除。 初始标记：将 GC Roots 的下一级对象进行标记，会发生 STW（Stop the world）。 并发标记：从 GC Roots 继续向下标记，所有关联的对象