JVM 《一 JVM 中的垃圾回收》

上一篇我们介绍了JVM，还有JVM中的内存结构。

当我们了解其中的内存之后，我们可能会有一点想法，我们的对象、相关类信息是存放在Java堆、方法区之中的。那我们的程序正在不断的new 对象、不断的loading Class。那么我们的JVM为什么没炸了（OOM），即使数量不会多到炸，但是我们不用的那些对象难道一直要仍在内存中？

cpp这样的语言，程序员是对自己的对象负责的，用完之后得了结了它。那Java呢？类似于以上的问题，是依靠JVM的垃圾回收机制去处理那些废弃的对象还有类信息的。

垃圾：废弃的对象、类信息、常量

回收：如何标记垃圾、如何清扫垃圾

垃圾的定义是比较巧妙的，JVM需要完完全全的确定我们不再使用了，才将其定义为垃圾。

《深入理解Java 虚拟机》一书中对什么是垃圾有一个有趣的标题— — 对象已死？

首先说 废弃的对象：

      当一个对象，对我们来说是不可见、并且不可达的。那么如何判断 有这么两种方式或方法

1> 引用计数法：判断程序是否对这个对象还持有引用（这个对象是否还有使用的可能）

这个方法的优缺点显而易见，效率高，但是很有可能出现循环引用。

2>可达性分析：在说可达性之前，先说一个概念叫做GCRoot（既JVM 垃圾回收中判断对象是否可达的起点，是否仍被使用的起始节点），GCRoot常常有这么几个点：栈中所引用的对象（既被方法中直接使用的对象）、方法区中静态元素所引用的对象。

当我们有了GCRoot之后，我们便可以从它们出发去探索我们的对象了，那些不可达的也就可以被判断为应该不会被使用。也就一定程度上可以被标记待回收。

为了好理解，还是画个图吧

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然后知道如何辨别和标记处垃圾之后，剩下的便是清理工作了。

JVM中的垃圾清扫或者收集算法有这么几种：标记-清除、标记-整理、复制、分代回收

标记-清除：

见明知义，先标记再清除（容易实现，但是效率较低、容易产生大量的内存碎片），放个图更好理解吧

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针对内存碎片这个事儿，JVM也算是做出了不少策略。比如下面的，标记整理、复制

标记整理：

清扫掉废弃对象、并且整理，虽然没有内存碎片了，但是需要额外的整理工作，不仅需要标记存活的对象，还需要整理所有存活对象的引用地址。

放个图吧～

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复制：其实是回收时将内存分为两部分，然后将存活的对象收集起来，清除掉待会收区域的垃圾就好啦。效率比标记整理要高，但是浪费了一部分空间。

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JVM是可以这么玩复制算法的，新生代划分为三块区域（Eden区、2个Survival区，这其实就是种简单的面相程序员的一种抽象而已，具体低层实现比这个要复杂的多），其中默认Eden：Survival ==8:1，这个是要根据具体的对象的存活率来定的，为啥？别急，慢慢来。

首先新产生的对象是放在Eden中的，然后GC的时候是将存活对象取出来放到一个Survival（存活区）中，然后回收完成，继续向Eden中扔对象，下一次回收的时候是回收Eden及存放存活对象的那个Survival中，然后把这次的GC幸存者放在空的Survival中，然后回收完成，继续向Eden中扔对象，下一次回收的时候是回收Eden及存放存活对象的那个Survival中，然后把这次的GC幸存者放在空的Survival中（依次循环，我就不复制文字了，其中经历好多次的老对象到达年龄后是被请到老年区的。根据存活率控制空间比值是很重要哒，省的动不动向老年代抛对象）

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然后是分代收集：就是按照对象年龄（经历的回收次数）作为主要标准，对Java Heap进行分区处理，之前作为简单例子说复制的时候提到过。

然后生命周期短的对象、生命周期长的对象，所采取的应该是不一样的，因为对象的存活率差太多。比如标记整理适合老年代，标记清除新生代也可以使用。这些在Java Heap 对象回收的时候其实是配合使用的。具体JVM使用哪种算法，其实是按照垃圾回收器来定的，感觉分代回收很高级的样子，其实在G1中已经弱化分代了。感觉标记-清除那么些毛病，为啥CMS使用它。每个具体的回收算法都有自己的优点和缺点，对这些算法进行合理的优化，相互配合在对象存活率不同的区域使用才能发挥更好的效果。具体的算法或者垃圾回收器的选择，要根据现实世界问题情形及相关物理硬件条件。

然后是对于废弃常量还有类的回收（方法区的回收）

就一点何为废弃的类：

1>该类所有的实例都已经被回收

2>加载该方法的ClassLoader已经被回收

3>该类对应的Class对象已无引用，并且无法通过反射访问。

但满足以上条件时，是允许进行回收的。

并且方法区也是会有溢出风险的，而且也会有废弃产生。所以也具有回收的意义，尤其是在大量反射使用的场景。

然后提几个中间没说到的东西：

1> Stop the world，在对象进行可达性分析的时候，会出现一次骤停（停止在使用对象的线程），然后标记线程启动，对对象进行标记。（并不是一下子让所有线程停止、而是让线程在安全点自行暂停）

2> finalize( ) ，这是每本书都不推荐使用的方法。它是在回收过程中自动执行的，并且仅执行一次。不同于cpp中的析构函数，这个不是来销毁对象的，据说是用来做一些对象销毁前必要的清理工作的。存在内存泄漏的风险。而且这个会让本来在回收流程中的对象复活（仅仅需要在方法中把对象的引用传给一个GCRoot可达的地方就好）。

3>Java 引用相关（传送门～）

4> 大对象直接进入老年代

下一篇 或者 后面几篇 说具体的垃圾回收器，以G1为主，CMS也会说一说。其他那些会大体提一提（较为简单，篇幅不大），然后是关于GC日志分析的。

具体怎么调优和选择，还有我们编码相关的注意事项会在调优那一篇章进行描述～