?? 作者簡介：努力的clz ，一個努力編程的菜鳥 ??????
?
?? 文章專欄：《JVM 學(xué)習(xí)筆記》 ，本專欄會專門記錄博主在學(xué)習(xí) JVM 中學(xué)習(xí)的知識點，以及遇到的問題。
?
?? 文章詳情： 本篇博客是學(xué)習(xí) 【狂神說Java】JVM快速入門篇 的學(xué)習(xí)筆記，關(guān)于 GC垃圾回收機制 (堆內(nèi)存結(jié)構(gòu)、GC分類、四大垃圾回收算法) 知識點的學(xué)習(xí)總結(jié)，由于這三個知識點的相互聯(lián)系，所以放在一起進(jìn)行描述介紹。
?
?????????????????????? ?????? ???????? ???????????????? ???? ????????????????????

?

一、堆

1. JVM體系結(jié)構(gòu)圖

簡單回顧下 JVM體系結(jié)構(gòu)圖 ，后續(xù)將針對 堆 進(jìn)行展開學(xué)習(xí)。

?

2. 堆

Heap 堆，一個JVM實例只存在一個堆內(nèi)存，堆內(nèi)存的大小是可以調(diào)節(jié)的；

類加載器讀取了類文件后，需要 把類，方法，常變量放到堆內(nèi)存中，保存所有引用類型的真實信息，以方便執(zhí)行器執(zhí)行；

?

堆內(nèi)存邏輯上分為三部分：新生，養(yǎng)老，永久 (元空間 : JDK8 以后名稱)

GC垃圾回收主要是在 新生區(qū)和養(yǎng)老區(qū)，又分為 輕GC 和 重GC。

如果內(nèi)存滿了，OOM 堆內(nèi)存不夠，就會導(dǎo)致java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

?

新生區(qū)：

新生區(qū)是類誕生，成長，消亡的區(qū)域，一個類在這里產(chǎn)生，應(yīng)用，最后被垃圾回收器收集，結(jié)束生命。

新生區(qū)又分為兩部分：伊甸區(qū)（Eden Space）和幸存者區(qū)（Survivor Space），所有的類都是在伊甸區(qū)被new出來的；

幸存區(qū)有兩個：0區(qū) 和 1區(qū)；

當(dāng)伊甸園的空間用完時，程序又需要創(chuàng)建對象，JVM的垃圾回收器將對伊甸園區(qū)進(jìn)行垃圾回收 (Minor GC)。

?
養(yǎng)老區(qū)

將伊甸園中的剩余對象移動到幸存0區(qū)，若幸存0區(qū)也滿了，再對該區(qū)進(jìn)行垃圾回收，然后移動到1區(qū)，那如果1區(qū)也滿了呢？

（這里幸存0區(qū)和1區(qū)是一個互相交替的過程）

就再移動到養(yǎng)老區(qū)，若養(yǎng)老區(qū)也滿了，那么這個時候?qū)a(chǎn)生 MajorGC（Full GC），進(jìn)行養(yǎng)老區(qū)的內(nèi)存清理，若養(yǎng)老區(qū)執(zhí)行了Full GC 后發(fā)現(xiàn)依然無法進(jìn)行對象的保存，就會 產(chǎn)生OOM異?！癘utOfMemoryError ”。

如果出現(xiàn) java.lang.OutOfMemoryError：java heap space異常，說明Java虛擬機的堆內(nèi)存不夠，原因如下：

1、Java虛擬機的堆內(nèi)存設(shè)置不夠，可以通過參數(shù) -Xms（初始值大小），-Xmx（最大大?。﹣碚{(diào)整。

2、代碼中創(chuàng)建了 大量大對象，并且長時間不能被垃圾收集器收集（存在被引用）或者死循環(huán)了。

?

永久區(qū)（Perm）：

? 永久存儲區(qū)是一個常駐內(nèi)存區(qū)域，用于存放JDK自身所攜帶的Class，Interface的元數(shù)據(jù)，也就是說它存儲的是運行環(huán)境必須的類

信息，被裝載進(jìn)此區(qū)域的數(shù)據(jù)是不會被垃圾回收器回收掉的，關(guān)閉JVM才會釋放此區(qū)域所占用的內(nèi)存。

如果出現(xiàn) java.lang.OutOfMemoryError：PermGen space ，說明是 Java虛擬機對永久代Perm內(nèi)存設(shè)置不夠。一般出現(xiàn)這種情況，

都是程序啟動需要加載大量的第三方j(luò)ar包。

? 例如：在一個Tomcat下部署了太多的應(yīng)用?；蛘叽罅縿討B(tài)反射生成的類不斷被加載，最終導(dǎo)致Perm區(qū)被占滿。

Jdk1.6之前： 有永久代，常量池1.6在方法區(qū)

Jdk1.7： 有永久代，但是已經(jīng)逐步 “去永久代”，常量池1.7在堆

Jdk1.8及之后：無永久代，常量池1.8在元空間

?

二、GC分類

熟悉堆的三區(qū)結(jié)構(gòu)后，方可學(xué)習(xí)JVM垃圾回收機制。

記住GC口訣： 分代收集算法

次數(shù)頻繁Young區(qū)，次數(shù)較少Old區(qū)，基本不動Perm（永久區(qū)）區(qū)

?

JVM在GC時，并非每次都對上面三個內(nèi)存區(qū)域一起回收的，大部分時候回收的都是新生代

GC安裝回收的區(qū)域分成兩種：普通GC（minor GC），全局GC（major GC or Full GC）

普通GC：只針對新生代的GC

全局GC：針對老年代的GC，偶爾伴隨對新生代的GC以及對永久代的GC

?

三、GC四大算法

1. 引用計數(shù)法

每個對象有一個引用計數(shù)器，當(dāng)對象被引用一次則計數(shù)器加1，當(dāng)對象引用失效一次，則計數(shù)器減1；
對于計數(shù)器為0的對象意味著是垃圾對象，可以被GC回收。

目前虛擬機基本都是采用 可達(dá)性算法 ，從 GC Roots 作為起點開始搜索，那么整個連通圖中的對象里邊都是活對象，對于GC Roots 無法到達(dá)的對象變成了垃圾回收對象，隨時可被GC回收。

?

2. 復(fù)制算法

年輕代中使用的是 Minor GC，采用的就是 復(fù)制算法 (Copying)

?

好處：沒有內(nèi)存碎片，壞處：浪費內(nèi)存空間

劣勢：
1、他浪費了一半的內(nèi)存，這太要命了.

2、如果對象的存活率很高，我們可以極端一點，假設(shè)是100%存活，那么我們需要將所有對象都復(fù)制一遍，并將所有引用地址重置一遍。

復(fù)制這一工作所花費的時間，在對象存活率達(dá)到一定程度時，將會變的不可忽視，所以從以上描述不難看出。
復(fù)制算法要想使用，最起碼對象的存活率要非常低才行，而且最重要的是，我們必須要克服50%的內(nèi)存浪費。

?

3. 標(biāo)記清除（Mark-Sweep）

掃描（Mark）：從根集合開始掃描，對存活的對象進(jìn)行標(biāo)記
?
清除（Sweep）：掃描整個內(nèi)存空間，回收未標(biāo)記的對象，使用free-list記錄可用區(qū)域

優(yōu)點：不需要額外的空間；

缺點：兩次掃描，驗證浪費時間，會產(chǎn)生內(nèi)存碎片；

?

4. 標(biāo)記清除壓縮算法（Mark-Sweep-Compact）

進(jìn)一步優(yōu)化——標(biāo)記壓縮（Mark-Compact）

?

最終版本算法 —— 先標(biāo)記清除幾次，再進(jìn)行壓縮

?

總結(jié)

內(nèi)存效率：復(fù)制算法 > 標(biāo)記清除算法 > 標(biāo)記整理算法 (時間復(fù)雜度)
?
內(nèi)存整齊度：復(fù)制算法 = 標(biāo)記整理算法 > 標(biāo)記清除算法
?
內(nèi)存利用率：標(biāo)記整理算法 = 標(biāo)記清除算法 > 復(fù)制算法

可以看出，效率上來說，復(fù)制算法是當(dāng)之無愧的老大，但是卻浪費了太多內(nèi)存，而為了盡量兼顧上面所提到的三個指標(biāo)，標(biāo)記整理算法相對來說更平滑一些 ， 但是效率上依然不盡如人意，它比復(fù)制算法多了一個標(biāo)記的階段，又比標(biāo)記清除多了一個整理內(nèi)存的過程。

?

【問】難道就沒有一種最優(yōu)算法嗎？

答案 ： 無，沒有最好的算法，只有最合適的算法 —— GC: 分代收集算法

年輕代：

• 存活率低
• 使用復(fù)制算法

?

老年代：

• 區(qū)域大，存活率高
• 標(biāo)記清除（內(nèi)存碎片不是太多的時候） + 標(biāo)記壓縮混合

?

點擊可快速回到文章開頭：文章頂部 ????

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-418217.html

到了這里，關(guān)于JVM學(xué)習(xí) GC垃圾回收機制 (堆內(nèi)存結(jié)構(gòu)、GC分類、四大垃圾回收算法)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！