Java虚拟机入门--垃圾回收简述

解决一个复杂问题的同时，同时会引入一个更大的问题 -- by 我自己

Java虚拟机垃圾回收机制开启了垃圾自动回收之路，同样怎样自动化回收垃圾，转换为怎样才能把垃圾回收的又快又好。

那么先来看看JVM怎么判定哪些东西该回收，回收算法怎么做的。

目前JVM使用可达性分析算法，判定哪些对象该回收了。

通过一系列称为 “GC Roots” 的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，

搜索所走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连（从 GC Roots 到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可用的，它会被判定为是可回收的对象。

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 。

方法区中类静态属性引用的对象。

方法区中常量引用的对象。

本地方法栈中JNI引用的对象。

可以概括为：方法运行时，方法中引用的对象；

类的静态变量引用的对象；

类中常量引用的对象；

Native方法中引用的对象。

可达性分析算法也有一些问题，那就是在多线程环境下可能对多个线程更新对象引用错误更新

比如对象更新一个对象的引用为空，或者把对象标记为没有引用了

那就可能造成一种是 该回收没回收，这个无非就是浪费点儿内存，后面多轮回收可能就回收掉了。

但是不该回收的回收了，那么就是不该拿走的东西拿走了，那可就会造成运行异常了。所以多线程编程需要注意的点还是蛮多的。

有了这些问题，就要有解决问题的方法。Java虚拟机会使用Stop-the-world及安全点检查。

简单点就是，当虚拟机收到Stop-the-world请求，它会等待所有线程都到达安全点，才允许请求Stop-the-world的线程独占工作。

垃圾回收的方式：

当标记完所有的存活对象时，我们便可以进行死亡对象的回收工作了。主流的基础回收方式可分为三种。

第一种是清除（sweep），就是把死亡对象所占据的内存标记为空闲内存，然后记录在一个空闲列表之中。

这些空闲对象的位置都是不确定的，当需要新建对象时，内存管理模块便会从该空闲列表中寻找空闲内存，并划分给新建的对象。

清除这种方式思路比较简单，就是哪里空闲收哪里，很随性，但是有两个缺点。

一是会造成内存碎片。由于 Java 虚拟机的堆中对象必须是连续分布的，因此可能出现总空闲内存足够，但是无法分配的极端情况。

另一个则是分配效率较低。如果是一块连续的内存空间，那么我们可以通过指针加法（pointer bumping）来做分配。

而对于空闲列表，Java 虚拟机则需要逐个访问列表中的项，来查找能够放入新建对象的空闲内存。

第二种是压缩（compact），就是把存活的对象集中存放到内存起始位置，这样就留下连续的内存空间可用。

这种做法解决了内存碎片化的问题，代价就是压缩算法会占用一些性能开销。

第三种则是复制（copy），就是把内存分两等份，相当于两个人搬东西 A 和 B，只有一个人干活，当发生垃圾回收的时候，A就把自己所在区域的存活对象搬运到B的区域，B就是一个在一个地方守着，看货的角色，

搬完后A和B交换身份，B变成了A， 下一次还是A来完成这样的动作，周而往复。

复制解决了内存碎片化的问题，但是它的缺点也极其明显，干一件事儿要两个人或两块儿地儿，本来一块儿区域能解决的问题，要两个区域才能完成，即堆空间的使用效率极其低下。

当然，现代的垃圾回收器往往会综合上述几种回收方式，综合它们优点的同时规避它们的缺点。

今天介绍了一些垃圾回收的基础知识，后续可以探讨一下回收算法的实现