JavaGC机制详解

1 概述

在 Java中，对象实例都是在堆上创建。
方法区，又叫静态成员区，所有的 1 类(class)，2 静态变量(static变量)，3 静态方法，4 常量，5 成员方法都存储在方法区
方法区和栈区，被所有线程共享，是不安全的

• GC机制由 jvm 提供，用来清理需要清除的对象，回收堆内存
• GC由垃圾回收器守护线程执行
• 从内存回收一个对象之前，会调用对象的finalize()方法
• 开发者不能强制 JVM 执行 GC，GC的触发机制由 JVM 依据堆内存的大小来决定；但是可以通过不同的引用类来辅助垃圾回收器工作(弱引用或软引用)
• System.gc() 和 Runtime.gc() 会向 JVM 发送执行 GC的请求，但是 JVM 不保证一定会执行 GC

2 总结

• 为了分代垃圾回收，Java堆内存分为3代：新生代，老年代，永久代
• 新的对象实例会优先分配在新生代，在经历几次 Minor GC后(默认15次)，还存活的会被迁移至老年代(某些大对象会直接在老年代分配)
• 永久代是否执行GC，取决于采用的 JVM
• Minor GC 发生在新生代，当 Eden区没有足够空间时，会发起一次 Minor GC，将 Eden区中的存活对象迁移至 Survivor区，Major GC 发生在老年代，当 升到老年代的对象，大于老年代剩余空间时，会发生 Major GC
• 发生 Major GC时，用户线程会暂停，会降低系统性能和吞吐量
• JVM的参数-Xmx和-Xms用来设置Java堆内存的初始大小和最大值。依据个人经验这个值的比例最好是1:1或者1:1.5。比如，你可以将-Xmx和-Xms都设为1GB，或者-Xmx和-Xms设为1.2GB和1.8GB

3 堆内存的划分

Java中对象都在堆上创建。为了GC，堆内存分为三个部分，也可以说三代，分别称为新生代，老年代和永久代。其中新生代又进一步分为Eden区，Survivor 1区和Survivor 2区(如下图)。新创建的对象会分配在Eden区,在经历一次Minor GC后会被移到Survivor 1区，再经历一次Minor GC后会被移到Survivor 2区，直到升至老年代,需要注意的是，一些大对象(长字符串或数组)可能会直接存放到老年代
Eden与两个Survivor的内存大小比例大概是 8：1：1
永久代有一些特殊，它用来存储类的元信息。对于GC是否发生在永久代有许多不同的看法，在我看来这取决于采用的JVM。大家可以通过创建大量的字符串来观察是发生了GC还是抛出了OutOfMemoryError

4 GC算法

4.1 标记清除算法

分为标记  清除两个阶段
首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后，统一回收所有被标记的对象
该算法的缺点是：效率不高，并且会产生不连续的碎片

4.2 复制算法

把内存空间划为两个区域，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。
算法每次只处理正在使用中的对象，因此复制成本比较小，同时复制过去后还能进行相应的内存整理，不会出现"碎片"问题
优点：实现简单，运行高效。 缺点：会浪费一定的内存
一般新生代才用这种算法

4.3 标记整理算法

标记阶段与标记清除算法一样，但后续并不是直接对可回收的对象进行清理，而是
让所有存活对象都向一端移动，然后清理
优点：不会造成内存碎片