JVM垃圾回收机制入门

• 前言
• 一、垃圾回收原理与算法
• • 1、内存管理
  • 2、垃圾回收过程
  • 3、垃圾回收算法
• 二、通用的分代垃圾回收机制
• • Minor GC、Major GC、Full GC
• 三、JVM调优和Full GC
• 四、内存泄漏操作
• 总结
• 参考文献

前言

简单理解JVM垃圾回收机制，需先了解JVM内存分析入门.

一、垃圾回收原理与算法

1、内存管理

内存管理一定程度上就是对堆中对象的管理，管理对象的空间分配和释放。
1）空间分配，通过new关键字来分配内存。
2）空间释放，通过将对象赋值为null，然后垃圾回收机制检测到对象“不可达”时，将内存回收。比如一个对象没有被引用时。

2、垃圾回收过程

垃圾回收线程GC线程会随着JVM的启动一直伴随着其结束，这个线程专门来回收垃圾，主要做两件事
1）发现垃圾，发现无用对象。
2）回收垃圾，回收无用对象占用的内存空间。

这里的0x12 和 0x13处的对象就无引用，可以作为垃圾回收，为堆中腾出更多的空间，毕竟以后编程是服务端编程，资源不仅宝贵，而且访问的用户很多。

3、垃圾回收算法

1）引用计数法，通过记录对象引用的次数，当引用次数为0时，回收该对象的资源。但是确定也很明显。

package com.xhu.java;

public class Person {
    String name;
    Person friend;

    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person();
        Person p2 = new Person();
        p1.friend = p2;
        p2.friend = p1;
        p1 = p2 = null;
    }
}

当把这两个引用赋值为null时，但这两个对象还相互引用，永远就不能当垃圾回收，造成内存泄露。
2）引用可达法，程序把所有引用关系看作一张图，从一个节点GC ROOT开始，寻找对应的引用节点，继续寻找已找到节点的引用节点，当所有引用节点寻找完毕后，剩余节点被认为“不可达”对象，将作为垃圾回收。
3）其它算法。

二、通用的分代垃圾回收机制

由于不同对象的生命周期不一样，为了提高回收效率，不同生命周期的对象以不同的回收方式处理。
将对象状态分为三种：年轻代、老年代、永久代。将处于不同状态的对象放到堆中不同区域。JVM将堆内存划分为Eden、Survivor、Tenured/Old空间。
1）年轻代，刚生成的对象放入Eden区，目的就是尽可能收掉哪些生命周期短的对象，对应的Minor GC，当年轻代区域放满时，Minor GC就开始请理，把无用对象的内存回收，而还在生命周期内的对象就复制到年老代区域。

步骤）先Eden区满，清理，将还存活的对象复制到Survivior1区，Survivor一区满，将无引用的对象回收其内存，还存活的对象复制到Survivor2区，Survivor2区满，又复制到1区，反复15次（默认值），还有对象存活，就把该对象复制到Tenured/Old区。
2）年老代
随着年老代的对象越来越多，就需要启动Major GC、Full GC(全量回收)，来一次大扫除，全面清理年轻代和年老代区域的对象。
3）永久区
用于存放静态文件，Java类、方法等，永久代对垃圾回收没有显著影响。JDK7以前是方法区，JDK8以后，就没有永久代了，而是直接内存的Meta-Space元数据空间和堆代替。

Minor GC、Major GC、Full GC

1）Minor GC
用于清理年轻代区域，Eden区满就会触发一次Minor GC，清理无用对象，将存活对象复制到Survivor1、2区。
2）Major GC
用于清理老年代区域。
3）Full GC
用于清理年轻代、老年代区域，大扫除，对系统性能会有影响。

三、JVM调优和Full GC

在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对Full GC的调节。导致Full GC调用的可能情况。
1）年老代（Tenured）被写满
2）持久代（Perm）被写满
3）System.gc()被显示调用，调用该函数，Full GC不一定执行，JVM会通过实际情况来是否需要调Full GC，程序员无权调用GC。
4）上一次GC之后，heap区分配策略动态变化。

四、内存泄漏操作

1）创建大量无用对象

String str = "";
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            str += i;//
        }

每一次加一个值，都会导致new 一个新的string对象，而中间都产生了大量无用string对象。大量字符串拼接时，可以使用单线程不安全的StringBuilder或者使用多线程安全的StringBuffer。
2）静态集合类的使用
Map、List，这些静态变量的生命周期和应用程序一致，所有对象的Object也不能被释放。
3）各种连接对象未关闭
I/O流、数据连接对象、网络连接对象。
4）监听器的的使用
释放对象时，没有释放相应的监听器。

总结

1）垃圾回收原理与算法
a、内存管理
b、垃圾回收过程
c、垃圾回收算法
2）通用的分代垃圾回收机制
Minor GC、Major GC、Full GC
3）JVM调优和Full GC
4）内存泄漏操作

参考文献

[1] 尚硅谷Java SE–高淇