參考：JVM學(xué)習(xí)筆記（一）_卷心菜不卷Iris的博客-CSDN博客

GC垃圾回收
面試題：

JVM內(nèi)存模型以及分區(qū)，需要詳細(xì)到每個區(qū)放什么
堆里面的分區(qū)：Eden，survival from to，老年代，各自的特點。

GC的三種收集方法：標(biāo)記清除、標(biāo)記整理、復(fù)制算法的原理與特點，分別用在什么地方

針對RockitMQ 消息中間件的服務(wù)器，應(yīng)該使用什么樣的GC算法？（TODO）

Minor GC與Full GC分別在什么時候發(fā)生

GC發(fā)生的區(qū)域：方法區(qū) 和 堆

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JVM垃圾判定算法：（對象已死？）

引用計數(shù)法(Reference-Counting)
可達(dá)性分析算法（根搜索算法）

垃圾判定
4.2.1. 引用計數(shù)法(Reference-Counting)
引用計數(shù)算法是通過判斷對象的引用數(shù)量來決定對象是否可以被回收。

給對象中添加一個引用計數(shù)器，每當(dāng)有一個地方引用它時，計數(shù)器值就加1；當(dāng)引用失效時，計數(shù)器值就減1；任何時刻計數(shù)器為0的對象就是不可能再被使用的。

優(yōu)點：

簡單，高效，現(xiàn)在的objective-c、python等用的就是這種算法。
缺點：

引用和去引用伴隨著加減算法，影響性能

很難處理循環(huán)引用，相互引用的兩個對象則無法釋放。

因此目前主流的Java虛擬機都摒棄掉了這種算法。
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可達(dá)性分析算法

這個算法的基本思想就是通過一系列的稱為?“GC Roots”?的對象作為起點，從這些節(jié)點開始向下搜索，節(jié)點所走過的路徑稱為引用鏈，當(dāng)一個對象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連的話，則證明此對象是不可用的。

在Java語言中，可以作為GC Roots的對象包括下面幾種：

虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中的引用對象。
方法區(qū)中的類靜態(tài)屬性引用的對象。
方法區(qū)中的常量引用的對象。
本地方法棧中JNI（Native方法）的引用對象
真正標(biāo)記以為對象為可回收狀態(tài)至少要標(biāo)記兩次。

第一次標(biāo)記：不在 GC Roots 鏈中，標(biāo)記為可回收對象。

第二次標(biāo)記：判斷當(dāng)前對象是否實現(xiàn)了finalize() 方法，如果沒有實現(xiàn)則直接判定這個對象可以回收，如果實現(xiàn)了就會先放入一個隊列中。并由虛擬機建立一個低優(yōu)先級的程序去執(zhí)行它，隨后就會進(jìn)行第二次小規(guī)模標(biāo)記，在這次被標(biāo)記的對象就會真正被回收了！

四種引用
平時只會用到強引用和軟引用。

強引用：

? 類似于 Object obj = new Object(); 只要強引用還存在，垃圾收集器永遠(yuǎn)不會回收掉被引用的對象。

軟引用：

? SoftReference 類實現(xiàn)軟引用。在系統(tǒng)要發(fā)生內(nèi)存溢出異常之前，才會將這些對象列進(jìn)回收范圍之中進(jìn)行二次回收。如果這次回收還沒有足夠的內(nèi)存，才會拋出內(nèi)存溢出異常。軟引用可用來實現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。

弱引用：

? WeakReference 類實現(xiàn)弱引用。對象只能生存到下一次垃圾收集之前。在垃圾收集器工作時，無論內(nèi)存是否足夠都會回收掉只被弱引用關(guān)聯(lián)的對象。

虛引用：

? PhantomReference 類實現(xiàn)虛引用。無法通過虛引用獲取一個對象的實例，為一個對象設(shè)置虛引用關(guān)聯(lián)的唯一目的就是能在這個對象被收集器回收時收到一個系統(tǒng)通知。

作用：

虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個區(qū)別在于：虛引用必須和引用隊列 （ReferenceQueue）聯(lián)合使用。當(dāng)垃圾回收器準(zhǔn)備回收一個對象時，如果發(fā)現(xiàn)它還有虛引用，就會在回收對象的內(nèi)存之前，把這個虛引用加入到與之 關(guān)聯(lián)的引用隊列中。你聲明虛引用的時候是要傳入一個queue的。當(dāng)你的虛引用所引用的對象已經(jīng)執(zhí)行完finalize函數(shù)的時候，就會把對象加到queue里面。你可以通過判斷queue里面是不是有對象來判斷你的對象是不是要被回收了

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GC垃圾回收主要有四大算法：（怎么找到已死對象并清除？）

復(fù)制算法(Copying)
標(biāo)記清除(Mark-Sweep)
標(biāo)記壓縮(Mark-Compact)，又稱標(biāo)記整理
分代收集算法(Generational-Collection)

GC的特點：

• 次數(shù)上頻繁收集Young區(qū)
• 次數(shù)上較少收集Old區(qū)
• 基本不動Perm區(qū)

垃圾回收算法
在介紹JVM垃圾回收算法前，先介紹一個概念：Stop-the-World

Stop-the-world意味著 JVM由于要執(zhí)行GC而停止了應(yīng)用程序的執(zhí)行，并且這種情形會在任何一種GC算法中發(fā)生。當(dāng)Stop-the-world發(fā)生時，除了GC所需的線程以外，所有線程都處于等待狀態(tài)直到GC任務(wù)完成。事實上，GC優(yōu)化很多時候就是指減少Stop-the-world發(fā)生的時間，從而使系統(tǒng)具有高吞吐 、低停頓的特點。

1. 復(fù)制算法(Copying)
該算法將內(nèi)存平均分成兩部分，然后每次只使用其中的一部分，當(dāng)這部分內(nèi)存滿的時候，將內(nèi)存中所有存活的對象復(fù)制到另一個內(nèi)存中，然后將之前的內(nèi)存清空，只使用這部分內(nèi)存，循環(huán)下去。

優(yōu)點：

實現(xiàn)簡單
不產(chǎn)生內(nèi)存碎片
缺點：

將內(nèi)存縮小為原來的一半，浪費了一半的內(nèi)存空間，代價太高；如果不想浪費一半的空間，就需要有額外的空間進(jìn)行分配擔(dān)保，以應(yīng)對被使用的內(nèi)存中所有對象都100%存活的極端情況，所以在老年代一般不能直接選用這種算法。

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%內(nèi)存的浪費。

年輕代中使用的是Minor GC，這種GC算法采用的是復(fù)制算法(Copying)。

? HotSpot JVM把年輕代分為了三部分：1個Eden區(qū)和2個Survivor區(qū)（分別叫from和to）。默認(rèn)比例為8:1:1,一般情況下，新創(chuàng)建的對象都會被分配到Eden區(qū)。因為年輕代中的對象基本都是朝生夕死的(90%以上)，所以在年輕代的垃圾回收算法使用的是復(fù)制算法。

? 在GC開始的時候，對象只會存在于Eden區(qū)和名為“From”的Survivor區(qū)，Survivor區(qū)“To”是空的。緊接著進(jìn)行GC，Eden區(qū)中所有存活的對象都會被復(fù)制到“To”，而在“From”區(qū)中，仍存活的對象會根據(jù)他們的年齡值來決定去向。對象在Survivor區(qū)中每熬過一次Minor GC，年齡就會增加1歲。年齡達(dá)到一定值(年齡閾值，可以通過-XX:MaxTenuringThreshold來設(shè)置)的對象會被移動到年老代中，沒有達(dá)到閾值的對象會被復(fù)制到“To”區(qū)域。經(jīng)過這次GC后，Eden區(qū)和From區(qū)已經(jīng)被清空。這個時候，“From”和“To”會交換他們的角色，也就是新的“To”就是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前的“To”。不管怎樣，都會保證名為To的Survivor區(qū)域是空的。Minor GC會一直重復(fù)這樣的過程，直到“To”區(qū)被填滿，“To”區(qū)被填滿之后，會將所有對象移動到年老代中。

?文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-669085.html

因為Eden區(qū)對象一般存活率較低，一般的，使用兩塊10%的內(nèi)存作為空閑和活動區(qū)間，而另外80%的內(nèi)存，則是用來給新建對象分配內(nèi)存的。一旦發(fā)生GC，將10%的from活動區(qū)間與另外80%中存活的eden對象轉(zhuǎn)移到10%的to空閑區(qū)間，接下來，將之前90%的內(nèi)存全部釋放，以此類推。

2.標(biāo)記清除(Mark-Sweep)
“標(biāo)記-清除”(Mark Sweep)算法是幾種GC算法中最基礎(chǔ)的算法，是因為后續(xù)的收集算法都是基于這種思路并對其不足進(jìn)行改進(jìn)而得到的。正如名字一樣，算法分為2個階段：

標(biāo)記出需要回收的對象，使用的標(biāo)記算法均為可達(dá)性分析算法。

回收被標(biāo)記的對象。

缺點：

• 效率問題（兩次遍歷）

• 空間問題（標(biāo)記清除后會產(chǎn)生大量不連續(xù)的碎片。JVM就不得不維持一個內(nèi)存的空閑列表，這又是一種開銷。而且在分配數(shù)組對象的時候，尋找連續(xù)的內(nèi)存空間會不太好找。）

3. 標(biāo)記壓縮(Mark-Compact)

標(biāo)記-整理法是標(biāo)記-清除法的一個改進(jìn)版。同樣，在標(biāo)記階段，該算法也將所有對象標(biāo)記為存活和死亡兩種狀態(tài)；不同的是，在第二個階段，該算法并沒有直接對死亡的對象進(jìn)行清理，而是通過所有存活對像都向一端移動，然后直接清除邊界以外的內(nèi)存。

優(yōu)點：

? 標(biāo)記/整理算法不僅可以彌補標(biāo)記/清除算法當(dāng)中，內(nèi)存區(qū)域分散的缺點，也消除了復(fù)制算法當(dāng)中，內(nèi)存減半的高額代價。

缺點：

? 如果存活的對象過多，整理階段將會執(zhí)行較多復(fù)制操作，導(dǎo)致算法效率降低。

老年代一般是由標(biāo)記清除或者是標(biāo)記清除與標(biāo)記整理的混合實現(xiàn)。

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4. 分代收集算法(Generational-Collection)

內(nèi)存效率：復(fù)制算法>標(biāo)記清除算法>標(biāo)記整理算法（此處的效率只是簡單的對比時間復(fù)雜度，實際情況不一定如此）。
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

難道就沒有一種最優(yōu)算法嗎？

回答：無，沒有最好的算法，只有最合適的算法。==========>分代收集算法。

分代回收算法實際上是把復(fù)制算法和標(biāo)記整理法的結(jié)合，并不是真正一個新的算法，一般分為：老年代（Old Generation）和新生代（Young Generation），老年代就是很少垃圾需要進(jìn)行回收的，新生代就是有很多的內(nèi)存空間需要回收，所以不同代就采用不同的回收算法，以此來達(dá)到高效的回收算法。

年輕代(Young Gen)

? 年輕代特點是區(qū)域相對老年代較小，對像存活率低。

? 這種情況復(fù)制算法的回收整理，速度是最快的。復(fù)制算法的效率只和當(dāng)前存活對像大小有關(guān)，因而很適用于年輕代的回收。而復(fù)制算法內(nèi)存利用率不高的問題，通過hotspot中的兩個survivor的設(shè)計得到緩解。

老年代(Tenure Gen)

? 老年代的特點是區(qū)域較大，對像存活率高。

? 這種情況，存在大量存活率高的對像，復(fù)制算法明顯變得不合適。一般是由標(biāo)記清除或者是標(biāo)記清除與標(biāo)記整理的混合實現(xiàn)。
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