JVM垃圾回收机制和常用算法(简洁版)

垃圾收集 (Garbage Collection,GC)

垃圾收集主要是针对堆和方法区进行。程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈这三个区域属于线程私有的，只存在于线程的生命周期内，线程结束之后就会消失，因此不需要对这三个区域进行垃圾回收。

判断一个对象是否可被回收

如果一个或多个对象没有任何的引用指向它了，那么这个对象现在就是垃圾，如果定位了垃圾，则有可能会被垃圾回收器回收。

如果要定位什么是垃圾，有两种方式来确定，第一个是引用计数法，第二个是可达性分析算法

引用计数算法

为对象添加一个引用计数器，当对象增加一个引用时计数器加 1，引用失效时计数器减 1。引用计数为 0 的对象可被回收。

在两个对象出现循环引用的情况下，此时引用计数器永远不为 0，导致无法对它们进行回收。正是因为循环引用的存在，因此 Java 虚拟机不使用引用计数算法。

可达性分析算法

通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收。

以 GC Roots 为起始点进行搜索，可达的对象都是存活的，不可达的对象可被回收。

方法区的回收

因为方法区主要存放永久代对象，而永久代对象的回收率比新生代低很多，所以在方法区上进行回收性价比不高。

主要是对常量池的回收和对类的卸载。

为了避免内存溢出，在大量使用反射和动态代理的场景都需要虚拟机具备类卸载功能。

类的卸载条件很多，需要满足以下三个条件，并且满足了条件也不一定会被卸载：

• 该类所有的实例都已经被回收，此时堆中不存在该类的任何实例。
• 加载该类的 ClassLoader 已经被回收。
• 该类对应的 Class 对象没有在任何地方被引用，也就无法在任何地方通过反射访问该类方法。

finalize()

类似 C++ 的析构函数（注意：只是类似，C++ 析构函数调用确定，而 finalize() 方法是不确定的），用于关闭外部资源。但是 try-finally 等方式可以做得更好，并且该方法运行代价很高，不确定性大，无法保证各个对象的调用顺序，因此最好不要使用。

当垃圾回收器要宣告一个对象死亡时，至少要经历两次标记过程。

如果对象在进行可达性分析以后，没有与GC Root 直接相连接的引用量，就会被第一次标记，并且判断是否执行 finalize() 方法；

如果这个对象覆盖了 finalize() 方法，并且未被引用，就会被放置于 F-Queue 队列，稍后由虚拟机创建的一个低优先级的 finalize() 线程去执行触发 finalize() 方法，在该方法中让对象重新被引用，从而实现自救。但是该线程的优先级比较低，执行过程随时可能会被终止。此外，自救只能进行一次，如果回收的对象之前调用了 finalize() 方法自救，后面回收时不会再调用该方法。

“标记-清除” 算法

标记清除算法，是将垃圾回收分为2个阶段，分别是标记和清除。

在标记阶段，从根集合进行扫描，会检查每个对象是否为活动对象，如果是活动对象，则程序会在对象头部打上标记（可达性算法进行标记）。

在清除阶段，会进行对象回收并取消标志位，另外，还会判断回收后的分块与前一个空闲分块是否连续，若连续，会合并这两个分块。回收对象就是把对象作为分块，连接到被称为 “空闲链表” 的单向链表，之后进行分配时只需要遍历这个空闲链表，就可以找到分块。

在分配时，程序会搜索空闲链表寻找空间大于等于新对象大小 size 的块 block。如果它找到的块等于 size，会直接返回这个分块；如果找到的块大于 size，会将块分割成大小为 size 与 (block - size) 的两部分，返回大小为 size 的分块，并把大小为 (block - size) 的块返回给空闲链表。

• 优点：标记和清除速度较快
• 缺点：碎片化较为严重，内存不连贯的

”标记-整理“ 算法

标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象回收，而是让所有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。

• 优点：不会产生内存碎片
• 不足：需要移动大量对象，处理效率比较低。

”复制“ 算法

将内存划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块，当这一块内存用完了就将还存活的对象复制到另一块上面，然后再把使用过的内存空间进行一次清理。

主要不足：只使用了内存的一半。

现在的商业虚拟机都采用这种收集算法回收新生代，但是并不是划分为大小相等的两块，而是一块较大的 Eden 空间和两块较小的 Survivor 空间，每次使用 Eden 和其中一块 Survivor。在回收时，将 Eden 和 Survivor 中还存活着的对象全部复制到另一块 Survivor 上，最后清理 Eden 和使用过的那一块 Survivor。

HotSpot 虚拟机的 Eden 和 Survivor 大小比例默认为 8:1，保证了内存的利用率达到 90%。如果每次回收有多于 10% 的对象存活，那么一块 Survivor 就不够用了，此时需要依赖于老年代进行空间分配担保，也就是借用老年代的空间存储放不下的对象。

对后面的内容我也是迷迷糊糊的，就借用网上大神们的总结的知识点画的思维导图给大家了解一下！

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