深入理解java虚拟机学习笔记（二）

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。