一晃又是过元旦，

二零一九快过完，

回想一年成绩单，

满脸苦笑心里烦。

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面向对象编程，C++与java都是，但是两者之间存在一个重大的差别，就是内存管理与垃圾回收机制，正因为有了java的垃圾回收机制，小伙伴们写代码才能近乎无节制的索取“对象”，而不用考虑善后。

这一次，一起学习下java的垃圾回收，主要分以下几部分：

1.确定对象存活与否

2.垃圾回收算法

3.垃圾收集器

4.内存分配与回收

5.GC日志查看

一，确定对象存活与否：

1.1 引用计数算法

简单点说，就是就是引用这个对象，那么+1，引用失效，那么-1，然后对引用计数为0的对象进行回收。但这个算法有其缺陷，就是无法解决循环引用的问题，导致在java主流虚拟机中使用不多。

循环引用例子如下：

Object obj1=new Object();

Object obj2=new Object();

obj1.instance=obj2;

obj2.instance=obj1;

obj1=null;

obj2=null;

System.gc();//如果在此处发生GC，则使用引用计数算法无法回收，因为两个对象的计算都为1

1.2可达性分析算法：

用一系列"GC Roots"的对象作为起点，走过所有的引用路径，如果该对象没有任何路径可以连接到，则是不可达的对象，可以被判断为可回收的对象，判断为可回收对象后，至少还要经过两次标记，才能真正回收。

作为"GC Roots"的对象，一般是虚拟机栈中的局部变量引用的对象，方法区中静态引用的对象，常量对象及Native对象。

如下图所示，instance1和instance2为活跃对象，instance3和instance4为可回收对象。

1.3java中的四种引用

java在jdk1.2之后，对引用的概念进行了扩充，分为强引用，软引用，弱引用，虚引用。

强引用(Strong Reference)：类似于“Object obj=new Object()”这样的句式，只要引用存在就不会被回收。

软引用(Soft Reference):有用但非必须的引用，在OOM发生前，JVM会将这些引用回收，如果还没有足够内存，才会OOM。所以一些图片，展示的内容，可以考虑使用软引用。

弱引用(Weak Reference):也是非必须的引用，但生存周期更短，会在下一次GC中被回收。

虚引用(Phantom Reference):基本无法在程序中使用的引用，垃圾回收时会直接回收不考虑该引用类型。

二，垃圾回收算法

2.1标记-清除算法（Mark-Sweep）

像它的名字说的，分为标记，清除两个步骤。标记就是之前使用的判断是否需要回收的标记，清除就是直接清理标记的内存。如下图所示，该方法比较容易让内存不连续，从而影响大内存空间申请。

2.2 复制算法

复制算法同样简单粗暴，分成两块内存，把一块内还在使用的对象直接复制到另一块，然后整块内存清理。如下图所示：

Hotspot目前就有使用此种算法，根据Eden和Survivor区8:1的比例，将Eden和其中一块Survivor区还活跃的对象，复制到另一块Survivor区，然后将这两块全部清理。

2.3 标记-整理算法

结合了以上两种算法，出现的标记-整理算法，过程与之前的差不多，只是标记之后将内存向一端移动，将边界之外的内存清理。

效果看起来有点像。。汗

2.4 分代收集算法

根据对象活跃周期的不同，分新生代和老生代，新生代中因对象生存周期短，一般使用“复制”算法，而在老生代中，则使用“标记-清理”或“标记-整理”算法。

三，垃圾收集器

3.1Serial收集器

古老的收集器，需要暂停所有工作线程的收集器，目前在JVM的client模式下依然有使用。

3.2 ParNew收集器

Serial收集器的多线程版本

3.3 Parallel Scavenge收集器

更关注CPU吞吐量的收集器。

3.4 Serial Old收集器

Serial收集器的老年代版本。

3.5 CMS收集器

一种以最短回收停顿时间为目标的收集器，通过标记-清除算法实现。

3.6 G1收集器

Garbage-First，当前比较先进的收集器，具有并发，分代，空间整理，可预测停顿时间等优点。

以上收集器没有哪个是全能的，只能说根据合适的场景使用合适的收集器。

四，内存分配与回收的几条规则

4.1 对象优先在Eden区分配

4.2 大对象(占大量连续空间的对象)直接进入老生代

4.3 长期存活的对象进入老生代

在Suervivor区中熬过多次Minor GC的话，就会被移入老生代，阈值由MaxTenuringThreshold控制。

五，如何看懂GC日志

如下例子所示：
2019-11-18T16:02:17.606: 611.633: [GC 611.633: [DefNew: 843458K->2K(948864K), 0.0059180 secs] 2186589K->1343132K(3057292K), 0.0059490 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

其含义大概如下：

611.633（时间戳）:

[GC: 表示是非FULL GC，没有STOP-THE-WORLD

[DefNew: GC发生的区域为Serial收集器的新生代中，DefNew是"Default New Generation"的缩写。Serial收集器的老年代和永久代分别表示为"Tenured"、"Perm"，名字与手机器关系很大，也可以是ParNew、PSYoungGen等。

843458K（垃圾回收前的已使用容量）->2K（回收后的已使用容量）(948864K（总容量）),

0.0059180 secs（本次回收的时间，单位为秒）

再后面是本次垃圾回收cpu所用时间。

GC相关的JVM参数请参考以下文章：

https://www.cnblogs.com/redcreen/archive/2011/05/04/2037057.html