JVM 垃圾回收

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发布于: 2020 年 08 月 02 日
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摘要：
jvm垃圾回收主要指对堆内不使用对象回收
回收过程分为：识别垃圾，回收垃圾
识别垃圾：通过可达性分析识别
回收垃圾有3中回收方法。标记清除，复制，标记压缩
JVM对堆进行分代，新生代，老年代，不同代采用不同的回收方法。
新生代一般采用复制，老年代一般采用标记压缩。
垃圾回收有吞了量，用户线程暂停时长两种指标，不同场景采用要求不同。
jvm提供多种回收器可组合使用。
当前推荐G1回收器。G1将空间划分为多个小区域，分别回收，暂停时间短。
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1: JVM的内存划分java程序由JVM执行，程序执行时JVM的内存主要包括一下几部分：
程序计数器，Java栈(VM Stack)，本地方法栈，方法区，堆。
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各个区域包括的内容：
程序计数器：类似CPU的PC,记录执行到哪个指令了。
                    特点：线程独享，数据量小，随时变。
JAVA栈：线程独享，以栈结构存放一个个栈帧，一个栈帧对应一个方法调用。
               栈帧内包括：局部变量，操作数栈，返回地址，常量池引用等，执行本方法需要的信息。
本分方法栈：执行本地方法的栈，线程独享。
方法区：全局共享，主要存放加载的类的信息，静态变量，常量池。
堆：全局共享，存放对象，垃圾回收主要管理区域。
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2：垃圾回收2.1 背景与目标垃圾回收-释放堆内不再使用的对象占用的空间
占用程序内存最多的是堆空间，其它区域要么变化小（方法区，要么不断变化（计数器，随时就清理（栈）。
c语言时代堆空间的申请释放由程序员控制，java程序将程序员从堆管理中解放出来，由jvm管理堆，将堆中不再使用的对象回收。
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对象地址分配与引用
对象内地址是连续的，对象地址之前起始地址，对象引用地址指向逻辑地址（对象表，逻辑地址的翻译到物理地址由jvm控制）。
java对象是整体分配到一块区域的，各个字段的访问由对象地址（起始地址）+字段偏移量访问。
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对象的某个字段是对象，回收时回收的是这个引用占用的空间，被引用对象的计数相当于减掉一个。将来没有引用了就可以回收。
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2.2 垃圾回收步骤将不再使用的对象（垃圾）回收，需要两步
1：识别垃圾
2：回收垃圾
 
2.2.1 识别垃圾-可达性分析从GCRoots 出发， 将这些对象及这些对象引用的对象进行标记，沿着被标记的对象继续寻找并标记。最后所有被标记的对象就是需要的对象，未被标记的对象就是不需要的-垃圾。
GCRoots包括：虚拟机栈，本地方法栈中引用的对象，静态属性引用的复习，方法区常量引用的对象。
2.2.2 回收垃圾方法 常用的牢记回收算法有3种
1：标记-清除
       识别出垃圾后，将垃圾删除，释放占用的空间。
       问题：导致内存碎片多，分配效率低。
2：复制
       将空间分层两部分，把活的对象复制过去，两一块空间回收。
        特点：内存浪费，无碎片
3：标记整理(压缩）
       分两步，第一步用标记清理方式，然后将活的对象移动-压缩到一个连续空间。
       可解决碎片问题。
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2.3 JVM的垃圾回收方法 
2.3.1 堆内分代程序运行时堆内对象大部分分配后很快就不再使用，只有很小比例的对象会存活较长的时间。针对这个特点，jvm将堆内空间划分为多个区域，分别采用不同的回收策略。
具体划分：
JVM堆（Heap）= 新生代（Young） + 旧生代（Tenured）
新生代（Young）= Eden区 + Survivor区
Survivor=两个，交叉扮演 From， To.
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2.3.2 分代回收MinorGC（新生代回收）
新创建对象分配到Edge区，内存不足时先回收新生代（Minor GC）。
JVM进行Minor GC时，将Eden中还存活的对象拷贝到Survivor区中，还会将Survivor区中还存活的对象拷贝到Old区中（可设置存活多少次拷贝到老年区）。在这种GC模式下，JVM为了提升GC效率， 将Survivor区分为S0和S1，这样就可以将对象回收和对象晋升分离开来。
新生代一般采用复制算法回收。
 
FullGC（老年代回收）
新生代回收后空间不足进行老年代回收。
老年代大部分存活时间长，采用标记整理（压缩）方法进行回收。
2.3.3 回收指标与回收器垃圾回成本（指标）与程序选择：
1：垃圾收集的吞吐量（收集时间占比）:
2：垃圾回收时导致用户线程暂停的停顿时间长度。
 
不同程序对这些指标的要求不同，实时在线处理的需要尽量减少用户线程暂停时间。
后台批处理的程序主要回收吞吐量高就行。对暂停时间不敏感。
 
JVM回收器
JVM提供多种回收器，分别适用不同的场景，可根据场景情况组合使用
主要包括：
Parallel Old: 多个线程对老年代进行标记压缩。后台批处理程序适合。
Serial Old:串行对老年代标记压缩
CMS: 对老年代回收，多个线程与用户线程一起执行（分析阶段），暂停时间短
G1: 当前推荐的回收器。
      将内存空间在分成很多的小区域。回收的时候一个小区域回收。每次暂停时间都比较短。
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参考极客时间架构师训练营-李智慧
https://www.jianshu.com/p/f6197bfc61b0
https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3613043.html
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