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深入理解JVM垃圾回收机制

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Java语言出来之前，大家都在拼命的写C或者C++的程序，而此时存在一个很大的矛盾，C++等语言创建对象要不断的去开辟空间，不用的时候有需要不断的去释放控件，既要写构造函数，又要写析构函数，很多时候都在重复的allocated，然后不停的~析构。于是，有人就提出，能不能写一段程序在实现这块功能，每次创建，释放控件的时候复用这段代码，而无需重复的书写呢？ 1960年 基于MIT的Lisp首先提出了垃圾回收的概念，用于处理C语言等不停的析构操作，而这时Java还没有出世呢！所以实际上GC并不是Java的专利，GC的历史远远大于Java的历史！ 那究竟GC为我们做了什么操作呢？

1、 哪些内存需要回收？ 2、 什么时候回收？ 3、 如何回收？

这时候有人就会疑惑了，既然GC已经为我们解决了这个矛盾，我们还需要学习GC么？当然当然是肯定的，那究竟什么时候我们还需要用到的呢？

1、 排查内存溢出 2、 排查内存泄漏 3、 性能调优，排查并发瓶颈

我们知道，GC主要处理的是对象的回收操作，那么什么时候会触发一个对象的回收的呢？ 1、 对象没有引用 2、 作用域发生未捕获异常 3、 程序在作用域正常执行完毕 4、 程序执行了System.exit() 5、 程序发生意外终止（被杀进程等） 其实，我们最容易想到的就是当对象没有引用的时候会将这个对象标记为可回收对象，那么现在就有一个问题，是不是这个对象被赋值为null以后就一定被标记为可回收对象了呢？我们来看一个例子：

package com.yhj.jvm.gc.objEscape.finalizeEscape; import com.yhj.jvm.gc.objEscape.pojo.FinalizedEscapeTestCase; /** * @Described：逃逸分析测试 * @author YHJ create at 2011-12-24 下午05:08:09 * @FileNmae com.yhj.jvm.gc.finalizeEscape.FinalizedEscape.java */ public class FinalizedEscape { public static void main(String[] args) throwsInterruptedException { System.out.println(FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape); FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape = newFinalizedEscapeTestCase(); System.out.println(FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape); FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape=null; System.gc(); Thread.sleep(100); System.out.println(FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape); } } package com.yhj.jvm.gc.objEscape.pojo; /** * @Described：逃逸分析测试用例 * @author YHJ create at 2011-12-24 下午05:07:05 * @FileNmae com.yhj.jvm.gc.pojo.TestCaseForEscape.java */ public class FinalizedEscapeTestCase {

public static FinalizedEscapeTestCase caseForEscape = null; @Override protected void finalize() throws Throwable { super.finalize(); System.out.println("哈哈，我已逃逸！"); caseForEscape = this; } }

程序的运行结果回事什么样子的呢？ 我们来看这段代码

1、 System.out.println(FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape); 2、 FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape = newFinalizedEscapeTestCase(); 3、 System.out.println(FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape); 4、 FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape=null; 5、 System.gc(); 6、 Thread.sleep(100); 7、

System.out.println(FinalizedEscapeTestCase.caseForEscape);

1、 当程序执行第一行是，因为这个对象没有值，结果肯定是null 2、 程序第二行给该对象赋值为新开辟的一个对象 3、 第三行打印的时候，肯定是第二行对象的hash代码 4、 第四行将该对象重新置为null 5、 第五行触发GC 6、 为了保证GC能够顺利执行完毕，第六行等待100毫秒 7、 第七行打印对应的值，回事null么？一定会是null么？ 我们来看一下对应的运行结果

本例中打印了 GC的日志，让我们看的更清晰一点，我们很清晰的看出，最后一句打印的不是null，并且子啊之前，还出现了逃逸的字样。说明这个对象逃逸了，在垃圾回收之前逃逸了，我们再来看这个pojo的写法，就会发现，我们重写了方法finalize，而这个方法就相当于C++中的析构方法，在GC回收之前，会先调用一次这个方法，而这个方法又将this指针指向他自己，因此得以成功逃逸！可见，并不是这个对象被赋值为null之后就一定被标记为可回收，有可能会发生逃逸！

下面我们来看一下几种垃圾收集算法 1、 在JDK1.2之前，使用的是引用计数器算法，即当这个类被加载到内存以后，就会产生方法区，堆栈、程序计数器等一系列信息，当创建对象的时候，为这个对象在堆栈空间中分配对象，同时会产生一个引用计数器，同时引用计数器+1，当有新的引用的时候，引用计数器继续+1，而当其中一个引用销毁的时候，引用计数器-1，当引用计数器被减为零的时候，标志着这个对象已经没有引用了，可以回收了！这种算法在JDK1.2之前的版本被广泛使用，但是随着业务的发展，很快出现了一个问题 当我们的代码出现下面的情形时，该算法将无法适应 a) ObjA.obj = ObjB b) ObjB.obj - ObjA 这样的代码会产生如下引用情形 objA指向objB，而objB又指向objA，这样当其他所有的引用都消失了之后，objA和objB还有一个相互的引用，也就是说两个对象的引用计数器各为1，而实际上这两个对象都已经没有额外的引用，已经是垃圾了。

2、 根搜索算法 根搜索算法是从离散数学中的图论引入的，程序把所有的引用关系看作一张图，从一个节点GC ROOT开始，寻找对应的引用节点，找到这个节点以后，继续寻找这个节点的引用节点，当所有的引用节点寻找完毕之后，剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点，即无用的节点。

目前java中可作为GC Root的对象有 1、 虚拟机栈中引用的对象（本地变量表） 2、 方法区中静态属性引用的对象 3、 方法区中常量引用的对象 4、 本地方法栈中引用的对象（Native对象） 说了这么多，其实我们可以看到，所有的垃圾回收机制都是和引用相关的，那我们来具体的来看一下引用的分类，到底有哪些类型的引用？每种引用都是做什么的呢？ Java中存在四种引用，每种引用如下： 1、 强引用 只要引用存在，垃圾回收器永远不会回收 Object obj = new Object(); //可直接通过obj取得对应的对象 如obj.equels(new Object()); 而这样 obj对象对后面new Object的一个强引用，只有当obj这个引用被释放之后，对象才会被释放掉，这也是我们经常所用到的编码形式。 2、 软引用 非必须引用，内存溢出之前进行回收，可以通过以下代码实现 Object obj = new Object(); SoftReference sf = new SoftReference(obj); obj = null; sf.get();//有时候会返回null 这时候sf是对obj的一个软引用，通过sf.get()方法可以取到这个对象，当然，当这个对象被标记为需要回收的对象时，则返回null； 软引用主要用户实现类似缓存的功能，在内存足够的情况下直接通过软引用取值，无需从繁忙的真实来源查询数据，提升速度；当内存不足时，自动删除这部分缓存数据，从真正的来源查询这些数据。 3、 弱引用 第二次垃圾回收时回收，可以通过如下代码实现 Object obj = new Object(); WeakReference wf = new WeakReference(obj); obj = null; wf.get();//有时候会返回null wf.isEnQueued();//返回是否被垃圾回收器标记为即将回收的垃圾 弱引用是在第二次垃圾回收时回收，短时间内通过弱引用取对应的数据，可以取到，当执行过第二次垃圾回收时，将返回null。 弱引用主要用于监控对象是否已经被垃圾回收器标记为即将回收的垃圾，可以通过弱引用的isEnQueued方法返回对象是否被垃圾回收器 4、 虚引用（幽灵/幻影引用） 垃圾回收时回收，无法通过引用取到对象值，可以通过如下代码实现 Object obj = new Object(); PhantomReference pf = new PhantomReference(obj); obj=null; pf.get();//永远返回null pf.isEnQueued();//返回从内存中已经删除 虚引用是每次垃圾回收的时候都会被回收，通过虚引用的get方法永远获取到的数据为null，因此也被成为幽灵引用。 虚引用主要用于检测对象是否已经从内存中删除。 在上文中已经提到了，我们的对象在内存中会被划分为5块区域，而每块数据的回收比例是不同的，根据IBM的统计，数据如下图所示：

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javaGC垃圾回收机制G1、CMS

javaGC垃圾回收机制G1、CMS

javaGC垃圾回收机制G1、CMSCMS(Concurrent Mark-Sweep)是以牺牲吞吐量为代价来获得最短回收停顿时间。

对于要求服务器响应速度的应⽤上，这种垃圾回收器⾮常适合。

在启动JVM参数加上-XX:+UseConcMarkSweepGC ，这个参数表⽰对于⽼年代的回收采⽤CMS。

CMS采⽤的基础算法是：标记—清除。

使⽤场景：1、应⽤程序对停顿⽐较敏感，并且在应⽤程序运⾏的时候可以提供更⼤的内存和更多的CPU2、在JVM中，有相对较多存活时间较长的对象(⽼年代⽐较⼤)会更适合使⽤CMS。

为解决CMS算法产⽣空间碎⽚和其它⼀系列的问题缺陷，HotSpot提供了另外⼀种垃圾回收策略，G1（Garbage First）算法，通过参数-XX:+UseG1GC来启⽤，该算法在JDK 7u4版本被正式推出，G1垃圾收集算法主要应⽤在多CPU⼤内存的服务中，在满⾜⾼吞吐量的同时，竟可能的满⾜垃圾回收时的暂停时间，下⾯是官⽅介绍：The Garbage-First (G1) collector is a server-style garbage collector, targeted for multi-processor machines with large memories.It meets garbage collection (GC) pause time goals with a high probability, while achieving high throughput. The G1 garbagecollector is fully supported in Oracle JDK 7 update 4 and later releases. The G1 collector is designed for applications that:Can operate concurrently with applications threads like the CMS collector.Compact free space without lengthy GC induced pause times.Need more predictable GC pause durations.Do not want to sacrifice a lot of throughput performance.Do not require a much larger Java heap.G1采⽤了另外⼀种完全不同的⽅式组织堆内存，堆内存被划分为多个⼤⼩相等的内存块（Region），每个Region是逻辑连续的⼀段内存，G1中提供了三种模式垃圾回收模式，young gc、mixed gc 和 full gc，在不同的条件下被触发。

java自动垃圾回收机制

java自动垃圾回收机制

java⾃动垃圾回收机制前⾔：相⽐C++，java做的⼀⼤改进是将复杂的内存管理抽离出来交给jvm去处理，让码农不再时刻盯着内存泄漏的问题，可以更专注于业务逻辑的开发。

java的GC机制是和其内存模型相关联的，⽽GC的核⼼内存区域是内存中的堆区。

java堆区按对象的存活时间被分为了年轻代（eden区+s0区+s1区）和⽼年代（tentired区），java堆的按代区分其实是为了其垃圾回收的分代收集机制打开了⽅便之门。

java的GC收集器会在不同的分代上使⽤不同的垃圾收集策略。

GC其实主要需要解决两个问题：哪些是垃圾？如何清理垃圾？在解决这两个问题上涉及到下⾯的⽅法论：1.垃圾对象判定⽅法引⽤计数法：在C++的智能指针中使⽤了这种⽅式去做内存的⾃动回收。

即在对象⽣成时维护⼀个对该对象引⽤次数的计数器，对象初次⽣成时计数器值为1，每增加⼀个到该对象的引⽤，计数器加1，每减少⼀个引⽤（如引⽤变量赋值null，或引⽤变量离开作⽤域），计数器减1，计数器为零时，对象内存会被⾃动回收。

该⽅法的问题是存在内存泄漏的隐患，如对象相互引⽤、循环引⽤等情况相互引⽤：public class ReferenceCountingGc {Object instance = null;public static void main(String[] args) {ReferenceCountingGc objA = new ReferenceCountingGc();ReferenceCountingGc objB = new ReferenceCountingGc();objA.instance = objB;objB.instance = objA;objA = null;objB = null;}} 例⼦中两个new出来的对象ReferenceCountingGc由于通过内部的变量instance引⽤着对⽅，两个对象的引⽤计数都为1。

浅析jvm内存回收技术

浅析jvm内存回收技术

落i塾憝凰浅析J V M内存回收技术沈俊(浙江水利水电专科学校，浙江杭州310018)摹腩要丁填圾回收的接恭黎窦珊赋雾内待∞管理篙同时垃壤喊收的性能和裁謦将童接影酾满菇瘟拟襁的运行速度。

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蕊舞镪瓠蕊速躯氓晦豫疆瓠专蠢瀑蕊套酶疑凝鼍囊莲器鏊咚逮疆誊遏濂铸蟪如憾=13I舷酾秘_!画浓嫱鼗鼹．强囊豢蠹蠢馘鑫鼍。

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垃圾回收是一种动态存储管理技术。

在面向对象的程序设计中，当某个对象不再被访问到时，该对象所占有的内存空间称作垃圾。

垃圾回收器(G C)的主要任务就是负责监视J ava程序中对象的活动情况，并在适当的时候运行垃圾回收线程回收垃圾对象，以释放有限的内存空间。

由于它是自动执行的，所以可以减轻程序员的许多负担。

虽然自动垃圾收集会带来性能上的损失，但是同其优点相比，实在是九牛一毛。

1J V M内存管理工作原理1．1J V M中的内存区域在J ava程序中，J V M自动管理若两种类型的内存：堆内存和栈内存。

堆(heap)中一般存放程序运行时创建的对象实例，栈(s t ack)中一般用来存放程序中的静态或非静态方法。

堆是在JV M范围内共享的，而栈则是每个线程都有一个。

当然，J V M中还有其他一些内存区域，例如方法区(m et hod ar ea)、常量池(co ns t ant p001)、本地栈(nat i vem et hodst ack)等，这些内存区域当然也是不可或缺的，但都同垃圾回收机制关系不大，所以这里就不一一介绍了。

Java8的GC垃圾回收

Java8的GC垃圾回收

Java8的GC垃圾回收Java垃圾回收概况Java GC（Garbage Collection，垃圾回收）机制，是Java与C++/C的主要区别之⼀，作为Java开发者，⼀般不需要专门编写内存回收和垃圾清理代码，对内存泄露和溢出的问题，也不需要像C程序员那样战战兢兢。

这是因为在Java虚拟机中，存在⾃动内存管理和垃圾清扫机制。

概括地说，该机制对JVM中的内存进⾏标记，并确定哪些内存需要回收，根据⼀定的回收策略，⾃动的回收内存，永不停息的保证JVM 中的内存空间，防⽌出现内存泄露和溢出问题。

关于JVM，需要说明⼀下的是，⽬前使⽤最多的Sun公司的JDK中，⾃从1999年的JDK1.2开始直⾄现在仍在⼴泛使⽤的JDK6，其中默认的虚拟机都是HotSpot。

2009年，Oracle收购Sun，加上之前收购的EBA公司，Oracle拥有3⼤虚拟机中的两个：JRockit和HotSpot，Oracle也表明了想要整合两⼤虚拟机的意图，但是⽬前在新发布的JDK8中，默认的虚拟机仍然是HotSpot，因此本⽂中默认介绍的虚拟机都是HotSpot，相关机制也主要是指HotSpot的GC机制。

Java GC机制主要完成3件事：确定哪些内存需要回收确定什么时候需要执⾏GC如何执⾏GC经过这么长时间的发展，Java GC机制已经⽇臻完善，⼏乎可以⾃动的为我们做绝⼤多数的事情。

然⽽，如果我们从事较⼤型的应⽤软件开发，曾经出现过内存优化的需求，就必定要研究Java GC机制。

学习Java GC机制，可以帮助我们在⽇常⼯作中排查各种内存溢出或泄露问题，解决性能瓶颈，达到更⾼的并发量，写出更⾼效的程序。

我们将从4个⽅⾯学习Java GC机制，1，内存是如何分配的；2，如何保证内存不被错误回收（即：哪些内存需要回收）；3，在什么情况下执⾏GC以及执⾏GC的⽅式；4，如何监控和优化GC机制。

内存是如何分配的这⾥所说的内存分配，主要指的是在堆上的分配，⼀般的，对象的内存分配都是在堆上进⾏，但现代技术也⽀持将对象拆成标量类型（标量类型即原⼦类型，表⽰单个值，可以是基本类型或String等），然后在栈上分配，在栈上分配的很少见，我们这⾥不考虑,接下来我们⼀起来了解下内存分区,对我们后⾯学习的有所帮助。