Java 垃圾回收原理

Java 虚拟机进程在启动时，除了工作线程外还会额外启动垃圾回收线程，对堆空间内不再使用的内存空间进行回收清理。

Java 在进行垃圾回收时，考虑以下几个问题：

1、怎么知道哪个对象需要回收

Java 使用可达性分析算法，从栈帧中的局部变量和方法区的静态变量出发，递归标记所有被引用到的对象。剩下的未被标记的对象就是需要回收的垃圾对象。

2、如何回收对象

• 清理，标记垃圾对象的内存为已空白内存。

• 压缩，将有引用的对象拷贝到同一内存空间的一块区域

• 复制，将所有有引用的对象拷贝到另外一块内存空间

3、回收过程中的内存空间是如何管理的

Java 虚拟机的堆空间主要划分为两个区：新生代和老年代。新生代又会被分为 Eden、From Survivor、 To Survivor 区。

在 Java 程序运行中，新的对象总是会在 Eden 区创建，如过 Eden 区满了，会触发垃圾回收机制，将有引用的对象拷贝你到 From 区；Eden 区继续为创建新的对象使用，如果 Eden 区再次满了，会将 Eden 区有引用的对象和 From 区有引用的对象拷贝到 To 区；如果 Eden 区再次满了，会将有引用的对象一起拷贝到 From 区。

就这样直到整个新生代区满了，GC 会将新生代有引用的对象拷贝到老年代。

4、用什么样的过程进行回收

在进行垃圾回收时，如果需要停止所有的应用线程，这种状态被成为 stop-the-wold

串行回收器

触发 GC 时，将所有的应用线程全部停下来，程序进入 stop-the-wold 状态，同时启动一个线程执行垃圾回收。在早期的单核 cpu 架构下，一个线程足够充分利用系统资源，因此串行回收器是可以的，但是如果是在多核 cpu 架构下就无法充分利用 cpu 性能。

并行回收器

触发 GC 时，将所有的应用线程全部停下来，程序进入 stop-the-wold 状态，同时启动多个垃圾回收线程执行垃圾回收。

并发垃圾回收器（CMS）

并发垃圾回收器分为 4 个阶段：

• 初始化标记

• 并发标记

• 重标记，重标记会进入 stop-the-wold 状态。

• 并发清理

并发垃圾回收器的优势在于会能够最小的影响应用线程的执行，重标记时虽然进入了 stop-the-wold 状态，但是时间比较短，对应用线程影响比较小。

并发垃圾回收器的劣势在于它过程复杂，会比较消耗系统性能。

G1 垃圾回收器

G1 垃圾回收器使用了分治的思想，将堆空间划分为 2000 个小的区域。再将每个小的区域划分为 Eden、From、To、Old 区，针对每个小区域进行垃圾回收处理。