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java学习之Jvm垃圾回收器(基础篇)

Java|java教程java学习之Jvm垃圾回收器(基础篇)
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Java-java教程
本篇文章就给大家带来java学习之Jvm垃圾回收器(基础篇)介绍。有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对你们有所帮助。
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一:概述
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在这篇文章中《Jvm运行时数据区》介绍了Java内存运行时区域的各个部分,其中程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈,3个区域随着线程的生存而生存的。内存分配和回收都是确定的。随着线程的结束内存自然就被回收了,因此不需要考虑垃圾回收的问题。而Java堆和方法区则不一样,各线程共享,内存的分配和回收都是动态的。因此垃圾收集器所关注的都是这部分内存。
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接下来我们就讨论Jvm是怎么回收这部分内存的。在进行回收前垃圾收集器第一件事情就是确定哪些对象还存活,哪些已经死去。下面介绍两种基础的回收算法。

1.1 引用计数算法

给对象添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时计数器就+1,当引用失效时计数器就-1,。只要计数器等于0的对象就是不可能再被使用的。

此算法在大部分情况下都是一个不错的选择,也有一些著名的应用案例。但是Java虚拟机中是没有使用的。

优点:实现简单、判断效率高。

缺点:很难解决对象之间循环引用的问题。例如下面这个例子

Object a = new Object(); Object b = new Object(); a=b; b=a; a=b=null; //这样就导致gc无法回收他们。  

1.2 可达性分析算法

通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链,当一个对象到GC Roots没有使用任何引用链时,则说明该对象是不可用的。

主流的商用程序语言(Java、C#等)在主流的实现中,都是通过可达性分析来判定对象是否存活的。

通过下图来清晰的感受gc root与对象展示的联系。所示灰色区域对象是存活的,Object5/6/7均是可回收的对象

java学习之Jvm垃圾回收器(基础篇)

在Java语言中,可作为GC Roots 的对象包括下面几种

虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象

方法区中静态变量引用的对象

方法区中常量引用的对象

本地方法栈(即一般说的 Native 方法)中JNI引用的对象

优点:更加精确和严谨,可以分析出循环数据结构相互引用的情况;

缺点:实现比较复杂、需要分析大量数据,消耗大量时间、分析过程需要GC停顿(引用关系不能发生变化),即停顿所有Java执行线程(称为”Stop The World”,是垃圾回收重点关注的问题)。

二:引用

在jdk1.2之后,Java对引用的概念进行了扩充,总体分为4类:强引用、软引用、弱引用、虚引用,这4中引用强度依次逐渐减弱。

强引用:指在代码中普遍存在的,类似 Object obj = new Object(); 这类的引用,只有强引用还存在,GC就永远不会收集被引用的对象。

软引用:指一些还有用但并非必须的对象。直到内存空间不够时(抛出OutOfMemoryError之前),才会被垃圾回收。采用SoftReference类来实现软引用

弱引用:用来描述非必须对象。当垃圾收集器工作时就会回收掉此类对象。采用WeakReference类来实现弱引用。

虚引用:一个对象是否有虚引用的存在,完全不会对其生存时间构成影响, 唯一目的就是能在这个对象被回收时收到一个系统通知, 采用PhantomRenference类实现

2.1 判断一个对象生存还是死亡

宣告一个对象死亡,至少要经历两次标记。

1、第一次标记

如果对象进行可达性分析算法之后没发现与GC Roots相连的引用链,那它将会第一次标记并且进行一次筛选。

筛选条件:判断此对象是否有必要执行finalize()方法。

筛选结果:当对象没有覆盖finalize()方法、或者finalize()方法已经被JVM执行过,则判定为可回收对象。如果对象有必要执行finalize()方法,则被放入F-Queue队列中。稍后在JVM自动建立、低优先级的Finalizer线程(可能多个线程)中触发这个方法;  

2、第二次标记

GC对F-Queue队列中的对象进行二次标记。

如果对象在finalize()方法中重新与引用链上的任何一个对象建立了关联,那么二次标记时则会将它移出“即将回收”集合。如果此时对象还没成功逃脱,那么只能被回收了。

3、finalize() 方法

finalize()是Object类的一个方法、一个对象的finalize()方法只会被系统自动调用一次,经过finalize()方法逃脱死亡的对象,第二次不会再调用;

特别说明:并不提倡在程序中调用finalize()来进行自救。建议忘掉Java程序中该方法的存在。因为它执行的时间不确定,甚至是否被执行也不确定(Java程序的不正常退出),而且运行代价高昂,无法保证各个对象的调用顺序(甚至有不同线程中调用)。

三:回收方法区  

永久代的垃圾收集主要分为两部分内容:废弃常量和无用的类。

3.1 回收废弃常量

回收废弃常量与Java堆的回收类似。下面举个栗子说明

假如一个字符串“abc” 已经进入常量池中,但当前系统没有一个string对象是叫做abc的,也就是说,没有任何string对象的引用指向常量池中的abc常量,也没用其他地方引用这个字面量。如果这是发生内存回收,那么这个常量abc将会被清理出常量池。常量池中的其他类(接口)、方法、字段的符号引用也与此类似。

3.2 回收无用的类

需要同时满足下面3个条件的才能算是无用的类。

该类所有的实例都已经被回收,也就是Java堆中无任何改类的实例。

加载该类的ClassLoader已经被回收。

该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用,无法在任何地方通过反射访问该类的方法

虚拟机可以对同时满足这三个条件的类进行回收,但不是必须进行回收的。是否对类进行回收,HotSpot虚拟机提供了-Xnoclassgc参数进行控制。

总结:


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