浅谈JVM垃圾回收有哪些常用算法

一、前言：

垃圾回收：

在未来的JDK中可能G1会为ZGC所取代

先问自己几个问题：

什么是垃圾？

• 垃圾就是堆内存中（范指）没有任何指针指向的对象实体。不具有可达性。

为什么要回收垃圾？

• 因为我们的内存是有限的，内存长时间不清理就会导致内存溢出，OOM；
• 只要是程序正在跑，那么就不断生成新的对象，我们需要GC开辟新的空间分配给新的对象。

我们怎么回收垃圾？

• 依靠Java的自动内存回收机制，机制的优劣由算法决定；
• 或者说是机制的适配度由算法和应用场景共同决定。

什么时候回收垃圾？

• 当堆中的实体对象没有任何指针指向的时候

二、GC的标记阶段算法：

标记＆清除

1、引用计数（Reference Counting）：

Java已经摈弃了这种算法，因为此算法需要的额外处理过多

【优】效率高，python也在用，就像论文的引用因子一样，没有用的文章就应该多多回收，清理学术垃圾。

【缺】无法处理对象的相互“循环引用”，一旦形成了引用环，就没有办法去解决。进而造成内存泄漏。

2、可达性分析⭐（根搜索、Tracing Garage Collection）：

GC Roots = 起始节点集，从GC Roots开始向下搜索，连接的路径为引用链，GC Roots不可达的对象被判为不可用。

哪些是GC Roots？

• 虚拟栈上的栈帧的局部变量表引用的对象；
• 方法区上常量引用
• 方法区上静态变量
• 被同步锁修饰的对象
• 除了堆区，和堆有联系的都是起始节点……

【优】解决了循环引用的缺点

【缺】需要遍历

三、垃圾收集算法：

标记清除算法
复制算法
标记清除整理算法

标记-清除算法：

先mark可达对象，从根节点开始进行线性遍历。

【优】够平均

【缺】效率不高，GC的时候导致STW，清楚后存在内存碎片（会存在一个空闲列表）

这是最快的清除算法

复制算法

先把空间分为两个部分，把标记的对象规整地移到另一个空间中（指针碰撞的方式）

【优】高效，无需mark/sweep；没有内存碎片；

【缺】牺牲了大量的空间，”最好你们全部是垃圾！“

标记-清除-整理算法

在标记之后清除完了再进行整理，属于标记清除算法的优化版，无空闲列表

【优】无空闲列表，无内存碎片；空间开销低

【缺】时间慢，需要进行多次操作。

四、finalize＆内存分析工具

finalization——免死金牌

finalize是给GC调用的

【问】回收的时候会涉及到哪些操作？会伴随着什么状态？

• 可触及：正常状态，在GC Roots的引用链上；
• 可复活：需要重写finalize方法才有的，“皇帝赐给你的重写finalize方法”
• 不可触及：finalize免死金牌只能用一次，如果没有重写的finalize方法，那么就直接挂了。

MAT ＆ GC Roots：

Memory Analyzer Tools 内存分析工具

分析dump文件：根据GC Roots去溯源，监控内存泄漏→ JProfiler

分区算法

将堆空间分成小空间是为了降低停顿时间，降低延迟

实际的使用都是复合算法。

String

final是写死的，不能继承也不能做任何修改；

Serializable修饰是跨进程

Comparable可比较的

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