JVM 垃圾回收原理简述

JVM堆空间划分

JVM堆空间分为：年轻代（Young Generation）、年老代（Old Generation）、永久代（Permanent Generation）

年轻代分为：一个Eden区，2个相同的Survivor区。所有新对象都会在Eden区创建，如此划分主要是为了让生命周期短的对象尽量留在年轻代。当Eden区不足时，进行minor collection，把存活对象拷贝到survivor区。

垃圾回收具体流程

1.       对象在Eden区完成内存分配。

2.       如果Eden区已满，就会触发minor collection进行年轻代垃圾回收。

3.       当minor collection时，Eden区不能被回收的对象放入到其中一个空的survivor区，另一个survivor区不能被回收的对象也会被放入这个survivor区，始终保证一个survivor区是空的。

4.       上一步中，如果survivor区满了，这些则会被拷贝到老年代。或者survivor区未满，但是部分对象已经足够old，也会被放入old区（由参数-XX:MaxTenuringThreshold决定）。

5.       当Old区满后，无法将新生代中多次复制后依然存活的对象复制进去的时候，就会对老年代的内存空间进行一次full GC，所以根据应用程序对象存活时间，合理设置老年代和新生代空间比例，对JVM垃圾回收性能影响很大，JVM设置老年代和新生代比例参数：-XX:NewRatio。

注意：JDK8：默认新生代：老年代比例值是1:2；新生代大小=1/3堆空间大小。JDK8的堆：新生代、老年代、元空间。

判断哪些对象需要被回收

通常使用如下两种方法：

1.       引用计数器：通过一个对象的引用计数器来判断对象是否被引用。每当对象被引用了，计数器就加1，当引用失效，计数器减1。如果计数器为0，则说明对象不被引用，可以被垃圾回收。注意：计数器虽然实现简单，判断高效，但存在对象之间互相循环引用的问题，所以JVM不适合引用计数方式。

2.       可达性分析：采用GC Roots作为起点进行搜索，能够达到的对象都是存活的，不可达的对象可被垃圾回收。

具体过程：从线程栈帧中的局部变量或者方法区的静态变量出发，将这些变量引用的对象进行标记，然后看这些被标记的对象是否引用了其他对象，继续进行标记，所有被标记的对象都是被使用中的对象，而没有被标记的对象就是可以回收的垃圾对象。

垃圾回收算法

JVM对垃圾对象占用的空间进行回收，回收的三种方法：

l  清理：将垃圾对象占用内存清理掉，其实JVM不会真的对这些垃圾内存进行清理，而是将这些垃圾对象占用的内存空间标记为空闲，记录在一个空闲列表里，当应用程序需要创建新对象的时候，就从空闲列表中找一段空闲内存分配个新对象。

l  压缩：从堆对象头部开始，将存活对象拷贝放在一段连续的内存空间，那么其余空间就是连续的空闲空间。

l  复制：将堆空间分成两部分，只在其中一部分创建对象，当这部分空间用完的时候，将标记过的可用对象复制到另一个空间中。





JVM垃圾回收器算法

l  串行回收器

l  并行回收器

l  并发回收器CMS

1.       初始化标记（stop the world）

2.       并发标记（标记与处理任务并行）

3.       重标记（stop the world）

4.       并发清理

l  G1回收器