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深入理解java虚拟机学习笔记(二)

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第三章
1、GC判断回收的算法
a:引用计数算法
给对像中添加一个引用计数器,每当一个地方引用它时,计数器值就加1;当引用失效时,计数器就减1;任何时刻计数器都为0的对象就是不可能再被使用的。(缺点:很难解决对象之间的相互循环引用的问题)
b:根搜索算法
通过一系列的名为“GC Roots“的对象作为起始点,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(用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达)时,则证明此对象是不可用的。(GC Roots对象:栈帧中的本地变量表,类静态属性,常量,JNI)

2、引用:强引用,软引用(SoftReference,将要发生OOM前回收),弱引用(WeakReference,只能生成到下一次垃圾收集发生前),虚引用(PhantomReference,唯一目的就是希望在这个对象被收集时收到一个系统通知)
3、任何一个对象的finalize()方法都只会被系统调用一次,如果对象面临下一次回收,它的finalize()方法不会被再次执行,finalize()能做的所有工作,使用try-finally或者其它方式都可以做得更好、更及时。
4、是否进行回收,HotSpot虚拟机提供了-Xnoclassgc参数进行控制,还可以使用-verbose:class 及-XX:+TraceClasLoading、-XX:+TraceClassUnLoading查看类的加载和卸载信息。-verose:class和-XXTraceClassLoading可以在Product版的虚拟机中使用,但是-XX:+TraceClassUnLoading参数需要fastdebug版的虚拟机支持。
5、垃圾收集算法
a:标记-清除算法
最基本的收集算法,首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。(缺点:效率问题:不高,空间问题:产生大量不连续的内存碎片)
b:复制算法
将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一声。当这一块的内存用完了,就将还存活的对象复制到另外一块上面,然后再把已经使用过的内存空间一次清理掉。(效率高,浪费内存)
现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代,将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间,每次使用Eden和其中的一块Survivor,当回收时,将Eden和Survivor中还存活着的对象一次性地拷贝到另外一声Survivor空间上,最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor的空间。(HotSpot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例是8:1)
c:标记-整理算法
让所胡存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。(针对老年代)
d:分代收集算法
当前商业虚拟机的垃圾收集都采用“分代收集”算法,根据对象的存活周期的不同将内存划分为几块(新生代:复制算法;老年代:“标记-清理”或“标记-整理”),根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。
6、垃圾收集器
a:Serial收集器:新生代单线程收集器,采用复制算法,老年代采取整理算法(jdk 1.3.1之前用,缺点:“Stop The World”,优点:简单而高效,目前是Client模式下的虚拟机的首选)
b:ParNew收集器:就是Serial收集器的多线程版本,除了使用多条线程进行垃圾收集之外,其余行为包括Serial收集器可用的所有控制参数(例如:-XX:SurvivorRation、-XX:PretenureSizeThreshold、-XX:HandlePromotionFailure等)、收集算法、Stop The World、对象分配规则、回收策略等都与Serial收集器完全一样。(Server模式下虚拟机收集器的首选)
c:Parallel Scavenge 收集器:新生代收集器,使用复制算法是并行的多线程收集器,目标是达到一个可控制的吞吐量(Throughput)。吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间),停顿时间越知就越适合需要与用户交互的程序,良好的响应速度能提升用户的体验;而高吞吐量帽可以最高效率地利用CPU时间,尽快地完成程序的运算任务,主要合适在后台运算而不需要太多交互的任务。(-XX:MaxGCPauseMillis,控制最大垃圾收集停顿时间;-XX:GCTimeRation,设置吞吐量大小的;-XX:UseAdaptiveSizePolicy,自适应调节策略,自动控制前面两个参数)
d:Serial Old 收集器:是Serial收集器的老年代版本,单线程收集器,使用“标记-整理”算法。
e:Parallel Old 收集器:是Paralel Scavenge 收集器的老年代版本,使用多线程和“标记-整理”算法。(jdk1.6才开始提供)
f:CMS收集器:是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器,重视服务的响应速度,基于“标记-清除”算法实现。
CMS收集器分为4个阶段:
初始标记(CMS initial mark)
并发标记(CMS concurrent mark)
重新标记(CMS remark)
并发清除(CMS concurrent sweep)
初始标记、重新标记仍然需要“Stop The World”初始标记仅仅只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象,速度很快,并发标记阶段就是进行GC Roots Tracing的过程,而重新标记阶段则是为了修正并发标记期间,因用户程序继续运作导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录。(优点:并发收集、低停顿。缺点:CMS收集器对CPU资源非常敏感,对针此有增量式并发收集器(Incremental Concurrent Mark Sweep/i-CMS)就是在并发标记和并发清理的时候让GC线程、用户线程交替运行,尽量减少GC线程的独占资源的时间,这样整个垃圾收集的过程会更称其,但对用户程序的影响就会显得少一些;CMS收集器无法处理浮动垃圾,浮动垃圾是由于CMS并发清理阶段用户线程还在运行着,伴随程序的运行自然还会有新的垃圾不断的产生,这一部分垃圾出现在标记过程后,CMS无法在本次收集中处理掉它们,只好留待下一次GC时再将其清理掉。要是CMS运行期间预留的内存无法满足程序需要,就会出现一次“Concurrent Mode Failure"失败,可以通过适当调高参数-XX:CMXInitiationgOccupancyFraction的值来提高触发百分比,以便降低内存回收次数以获取更好的性能。收集结束时会产生大量的空间碎片,—XX:+UseCMSCompactAtFullCollection用于在“享受”完Full GC 服务之后额外免费附送一个碎片整理过程,—XX:CMSFullGCsBeforeCompaction这个参数用于设置在执行多少次不压缩的Full GC后,跟着来一次带压缩的) fixed vacation
g:G1收集器:是基于“标记-整理”算法实现的收集器,它可以非常精确地控制停顿,既能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间片段内,消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒,是实时Java(RTSJ)的垃圾收集器,G1将整个Java堆(包括新生代、老年代)划分为多个大小固定的独立区域(Region),并且跟踪这些区域里面的垃圾堆积程序,在后台维护一个优先列表,每次根据允许的收集时间,优先回收垃圾最多的区域(这就是Garbage First 名称的来由)。(jdk1.6_14开始引入)
7、内存分配与回收策略
-Xmm10M:分配给新生代10M内存
新生代GC(Minor GC):指发生在新生代的垃圾收集动作,因为Java对象大多都具备朝生夕灭的特性所以Minor GC非常频繁,一般回收速度也比较快。
老年代GC(Major GC/Full GC):指发生在老年代的GC,出现了Major GC,经常会伴随至少一次的Minor GC(但非绝对的,在ParallelScavenge收集器的收集策略里就有直接进行Major GC的策略选择过程)。MajorGC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上。
大对象就是指,需要大量连续内存空间的Java对象,虚拟机提供了一个-XX:PretenureSizeThreshold参数(这个参数只对Serial和ParNew两款收集器有效),令大于这个设置值的对象直接在老年代中分配。
对象如何进入老年代:虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄(Age)计数器,如果对象在Eden出生并经过第一次Minor GC后仍然存活,并且能被Survivor容纳的话,将被移动到Survivor空间中,并将对象年龄设为1。对象在Survivor区中每熬过一次MinorGC,年龄就增加1岁,当它的年龄增加到一定程度(默认为15岁)时,就会被晋升到老年代中。对象晋升老年代的年龄阈值,可能通过参数-XX:MaxTenuringThreshold来设置。
HandlePromotionFailure开关用来设置是否允许担保失败,打开可以避免Full GC过于频繁。
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