Java垃圾回收机制算法

finalize方法作用

Java技术使用finalize()方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去前,做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在确定这个对象没有被引用时对这个对象调用的。它是在Object类中定义的,因此所有的类都继承了它。子类覆盖finalize()方法以整理系统资源或者执行其他清理工作。finalize()方法是在垃圾收集器删除对象之前对这个对象调用的。

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Test test = new Test();
		test = null;
		System.gc(); // 手动回收垃圾
	}

	@Override
	protected void finalize() throws Throwable {
		// gc回收垃圾之前调用
		System.out.println("垃圾回收机制...");
	}
}

1.引用计数法

(由于引用计数法的循环引用这个缺陷,所以基本不用该算法)
1.1概述
给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器值就加1;当引用失效时,计数器值就减1;任何时刻计数器都为0的对象就是不再被使用的,垃圾收集器将回收该对象使用的内存。
1.2优缺点
优点:
引用计数收集器可以很快的执行,交织在程序运行中。对程序需要不被长时间打断的实时环境比较有利。
缺点:
无法检测出循环引用。如父对象有一个对子对象的引用,子对象反过来引用父对象。这样,他们的引用计数永远不可能为0.而且每次加减非常浪费内存。

根搜索算法

概念
根搜索算法的基本思路就是通过一系列名为”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时,则证明此对象是不可用的。
这个算法的基本思想是通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起始点,从这些节点向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链,当一个对象到GC Roots没有任何引用链(即GC Roots到对象不可达)时,则证明此对象是不可用的。
那么问题又来了,如何选取GCRoots对象呢?在Java语言中,可以作为GCRoots的对象包括下面几种:
(1). 虚拟机栈(栈帧中的局部变量区,也叫做局部变量表)中引用的对象。
(2). 方法区中的类静态属性引用的对象。
(3). 方法区中常量引用的对象。
(4). 本地方法栈中JNI(Native方法)引用的对象。

下面给出一个GCRoots的例子,如下图,为GCRoots的引用链。
在这里插入图片描述
(解释:gc会回收user3和user5,因为它们没有依赖gcroot,而user1,2,4,6都分别直接或间接地依赖gcroot(解析:gcroot包含哪些对象,如上文已详述))
根搜索算法的基本思路就是通过一系列名为”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时,则证明此对象是不可用的。
从上图,reference1、reference2、reference3都是GC Roots,可以看出:
reference1-> 对象实例1;
reference2-> 对象实例2;
reference3-> 对象实例4;
reference3-> 对象实例4 -> 对象实例6;
可以得出对象实例1、2、4、6都具有GC Roots可达性,也就是存活对象,不能被GC回收的对象。
而对于对象实例3、5直接虽然连通,但并没有任何一个GC Roots与之相连,这便是GC Roots不可达的对象,这就是GC需要回收的垃圾对象。

2.复制算法

S0和s1将可用内存按容量分成大小相等的两块,每次只使用其中一块,当这块内存使用完了,就将还存活的对象复制到另一块内存上去,然后把使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对其中一块内存进行回收,内存分配时不用考虑内存碎片等复杂情况,只需要移动堆顶指针,按顺序分配内存即可,实现简单,运行高效。
复制算法的缺点显而易见,可使用的内存降为原来一半。
复制算法用于在新生代垃圾回收

3.标记清除算法

标记-清除(Mark-Sweep)算法顾名思义,主要就是两个动作,一个是标记,另一个就是清除。
标记就是根据特定的算法(如:引用计数算法,可达性分析算法等)标出内存中哪些对象可以回收,哪些对象还要继续用。
标记指示回收,那就直接收掉;标记指示对象还能用,那就原地不动留下。
在这里插入图片描述
缺点
1.标记与清除没有连续性效率低;
2.清除之后内存会产生大量碎片
所以碎片这个问题还得处理,怎么处理,看标记-整理算法。

4.标记-压缩算法

标记压缩法在标记清除基础之上做了优化,把存活的对象压缩到内存一端,而后进行垃圾清理。(java中老年代使用的就是标记压缩法)

5.分代收集算法

根据内存中对象的存活周期不同,将内存划分为几块,java的虚拟机中一般把内存划分为新生代和年老代,当新创建对象时一般在新生代中分配内存空间,当新生代垃圾收集器回收几次之后仍然存活的对象会被移动到年老代内存中,当大对象在新生代中无法找到足够的连续内存时也直接在年老代中创建。
对于新生代和老年代来说,新生代回收频率很高,但是每次回收耗时很短,而老年代回收频率较低,但是耗时会相对较长,所以应该尽量减少老年代的GC.

Minor GC和Full GC区别

概念:
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。

Minor GC触发机制:
当年轻代满时就会触发Minor GC,这里的年轻代满指的是Eden代满,Survivor满不会引发GCFull GC触发机制:

当年老代满时会引发Full GC,Full GC将会同时回收年轻代、年老代,当永久代满时也会引发Full GC,会导致Class、Method元信息的卸载其中Minor GC如下图所示
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 Minor GC,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,可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold (阈值)来设置。
在这里插入图片描述

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