GC系列终章

发表于 | 分类于

GC系列终章

最近看了很多GC的内容，从GC算法到垃圾回收器再到jvm调优，今天做一个总结，每天整理，提升多多！

1.确定GC的对象（哪些对象已死？）

高中物理老师告诉我们，学习要直捣黄龙！所以本篇文章争取不多废话，把有用的东西都铺展开来说。

手段有二

  • 引用计数法：对于一个对象来说，有一个引用指向它。计数器就加1，断开这个引用，计数器就减1。这样的方式同操作系统的文件系统中文件共享手段的硬链接类似，但是区别在于GC对象也是可以指向别的对象的，所以就会有循环引用的问题存在，这也是不使用它的一个原因。
  • 可达性分析算法：首先，需要确定GC ROOT，那么问题来了，到底哪些对象可以确定为GC ROOT对象呢？
  1. GC ROOT：就是那些在当前引用下肯定不会被回收的对象，比如静态引用。而GC是在堆上发生的，而虚拟机栈、方法区、本地方法栈不归堆管理，所以选择 1. 虚拟机栈中引用的对象 2. 方法区中类静态属性引用的对象 3.方法区中常量引用的对象 4. 本地方法栈中JNI引用的对象。
  2. 关于可达性分析算法的第二个问题就是GC Root trancing是如何开始的，根据国内JVM某大牛的说法，GC ROOT Trancing就是从一个给定集合的根出发，按照引用关系遍历对象图，找出所有存活的对象，把剩下的对象认为是死亡的对象，他们所占的空间是可以被回收的空间。
  3. 经过一次GC Root Trancing后，没有和根关联起来的对象会第一次被标记，后面再GC的过程中还会进行第二次标记，即执行一次finalize方法，此时如果第一次被标记的对象又重新和某个根对象关联起来了，那么它仍然可以存活。

2.垃圾回收算法

对于垃圾回收算法，有标记-清除、复制算法、标记-整理三种。复制算法常常用在新生代、标记-整理算法和标记-清除算法常常用在老年代。

前段时间面试阿里被问到，为什么要分代收集？比如在新生代用复制算法、在老年代用标记-整理算法？

原因在于jvm根据各个年代的特点采用最适当的收集算法，新生代中的对象存活的少，每次Minor GC都会有大批量的对象死去，所以复制算法只用复制少量的对象就可以完成收集。而在老年代，一般都是存活很久的对象，而且没有额外的空间作担保，所以采用标记-整理和标记-清除算法。

3. 垃圾收集器

关于7种垃圾收集器，网上的优秀博客也有很多，在这里只会记录一些我之前困惑的问题。

server端和client端中的垃圾回收有什么区别？

server启动慢，启动后性能高，主要是堆的区间大小设的大，适合B/S系统上web系统。client启动快，启动后性能差，适合有交互多的GUI。

说说你知道的垃圾收集器、以及他们的特点作用的区域。

GC回收器

记忆思路：单线程/多线程，新生代/老年代，Parallel Scavenge（吞吐量），cms,G1，结合图，很容易记忆

说说CMS收集器

从这几个方面去说：收集过程、收集区域、收集算法、优点、缺点。

收集过程，周的书上对CMS的收集过程描述为4个阶段。

初始标记：stw、标记GC root能直接关联到的对象。这句话应该这样理解，理解为选择可以作为GC Root的对象，并装在GC Roots集合中，这叫做直接关联而非间接关联。
并发标记：GC Root Trancing过程，在垃圾回收算法中已经说过。这个过程虽然很慢，但是由于是并发，所以不需要STW。
并发预处理：理清这个阶段标记哪些对象，1.并发阶段被修改了的对象。2.从新生代晋升的对象。3.新分配到老年代的对象。这里就有一个问题存在，我们回收的是老年代，可是关联的对象有可能存在新生代，所以GC时会进行全堆扫描，效率低下。同理，在回收新生代的时候也可能有关联对象在老年代。在这位老哥的博客中找到了答案详解CMS回收机制。
重新标记：暂停所有用户线程，重新扫描堆中的对象，进行可达性分析,标记活着的对象。
并发清理：用户线程被重新激活，同时清理那些无效的对象。

说说G1收集器。为什么G1收集器要用region代替老年代和新生代？

同样从上面5个方面去说。

G1，将新生代老年代划分为一块块可以不连续的region区。这样划分的好处是，有的区域对象特别多，有的区域对象特别少，而G1会优先回收有价值的垃圾区域，这里的”价值”说的是回收所需要的时间和回收后得到的空间大小。G1即Garbage first，垃圾优先回收。
G1的其他特点：

  1. 为了避免全堆扫描使用RememberSet记录引用情况，在RememberSet表中，记录了其他Region中的对象指向本Region中对象的关系。RememberSet是一个键值对形式，key是其他region的起始地址，value是一个集合，里面的元素是card table的index。card table即卡表，这个在CMS的并发预处理中也用到了，目的是解决GC Root Trancing过程中新生代和老年代对象混乱的问题。
  2. G1可以预测停顿，这是因为G1维护了一个按照回收价值排序的优先队列，所以我们可以根据设置的时间优先回收价值最大的Region。
  3. G1不会产生内存空间碎片，因为G1从整体来看采用的是标记整理。之所以说是整体，是因为G1实际上在也会有分代收集行为，在新生代采用复制算法，但即使如此也不会产生碎片。
  4. STAB：G1并发理论的基础，这个深入起来内容挺多，真心没精力看