架构师训练营第 9 周作业



请简述 JVM 垃圾回收原理。

JVM 垃圾回收就是将JVM 堆中的已经不再被使用的对象清理掉，释放堆空间。

• 一，需要知道哪些对象不再被使用

JVM 通过一种可达性分析算法进行垃圾对象的识别，具体过程是：从线程栈帧中的局部变量，或者是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，所有被标记过的对象都是被使用的对象，而那些没有被标记的对象就是可回收的垃圾对象了。

• 二，进行完标记以后，JVM 就会对垃圾对象占用的内存进行回收，回收主要有三种方法：

• 清理：将垃圾对象占据的内存清理掉，其实JVM 并不会真的将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给这个新对象。

• 压缩：从堆空间的头部开始，将存活的对象拷贝放在一段连续的内存空间中，那么其余的空间就是连续的空闲空间。

• 复制：将堆空间分成两部分，只在其中一部分创建对象，当这个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。

• 为什么这么麻烦而不是直接清理呢？

• 为了避免生成碎片空间，生成连续空间以供例如数组使用。

• 三，具体回收的时候，JVM还是用一种分代垃圾回收的策略

• 把内存分为两个代，一个叫新生代，一个叫做老年代

• 实际过程中，大部分Java的对象生存时间很短。把这些对象放到一个较小的区域中去，回收速度更快。对象创建的时候在新生代中创建，回收的时候先在新生代中回收。如果经过了一段时间，对象还没有被回收掉，说明这个对象的生命周期比较长，然后再把它复制到老年代。

• 新生代中分了三个区，Eden区，From区和To区。新对象在Eden区中创建，当Eden区满的时候，开始进行垃圾回收，用复制算法，在用的对象复制到From区。当From区满了，把对象复制到To区。复制了几次后，还有对象没有被回收，则把这些对象复制到老年代。一段时间后，如果老年代也满了，会对老年代进行垃圾回收。存在两种垃圾回收过程，一种是Young GC(新生代垃圾回收)，一种是Full GC(新生代和老年代一起垃圾回收)。

• 四，JVM 垃圾回收器算法

• 串行回收器 - 应用程序多线程的执行，当需要进行垃圾回收的时候，所有的线程都停止运行，启动一个垃圾回收线程，进行对象的标记，标记完了以后，进行垃圾空间的清理回收。垃圾回收完了以后，再启动应用程序线程，多线程并发执行。垃圾回收线程只有一个。

• 并行回收器 - 多CPU核心时代，针对CPU的核心数，启动多个垃圾回收线程，并行的进行垃圾回收。并行垃圾回收的时候，仍然终止所有的用户线程。

• 并发垃圾回收器CMS - 把整个垃圾回收过程分得更加详细，把整个过程分成四个阶段：

• 初始化标记 - 依然终止所有用户线程

• 并发标记 - 垃圾回收线程和用户线程是并发执行的

• 重标记 - 因为有新对象产生，所以要重新标记。仍然终止所有用户线程

• 并发清理 - 清理的垃圾回收线程和用户线程并发执行。

• G1 垃圾回收器 - 把内存空间分成了更小的区域，默认情况下分成2000个区域，每个区域管理较小的内存空间，越小越快。动态的调整回收的过程，对用户程序影响比较小，占用的资源也比较小。

• Eden

• Survivor

• Old

• Humongous