JVM----GC（垃圾回收）详解

一、Automatic Garbage Collection（垃圾回收）简介

Automatic Garbage Collection （自动垃圾回收）是JVM的一个特性，JVM会启动相关的线程，该线程会轮训检查heap memeory，并确定哪些是未被引用的(unreferenced)，即未被使用的；哪些是被引用的（referenced），即正在使用的。
在C/C++语言中，对象内存的分配与回收，是手动进行分配与回收的，而在JVM中，JVM会使用垃圾回收器（一个线程），来自动对内存进行分配与回收。

二、GC基本机制简介

GC机制中，最常见最基本的方案是标记–清除法(Marking–Deletion)，示例如下：

Step 1 : Marking

在垃圾回收机制中第一步通常是标记（Marking） ，该标记用于确认哪些是被引用的，标记哪些是未被引用的。

被引用的对象被标记为蓝色，未被引用的对象被标记为黄色。所有的对象都会被扫描用于做标记，有的时候该操作会非常耗时。

Step 2 ：Normal Deletion

该节点会删除未被标记的对象，用于释放内存空间。

Step 2a : Deletion with Compacting

为了进一步提高性能，除了删除未引用的对象外，还可以压缩剩余的引用对象。通过将引用的对象移动到一起，这使得新的内存分配更加容易和快捷。

三、JVM Generations

为了提升JVM的性能，堆（heap memory ）被分解为更小的部分或代（generations）,即Young Generation, Old or Tenured Generation, and Permanent Generation。示例图如下：

Young Generation是新对象被分配的内存区域，并被标记上年龄值。当Young Generation内存空间被充满，将会触发一次minor garbage collection（触发的条件根据选择的垃圾回收器不同而不同）。minor garbage collection可以通过相关设置值来优化； 如果Young Generation中都是未被使用的对象（dead object）,minor garbage collection效率会非常高，垃圾回收会很快。一些幸存的object会被标记年龄值，并最终转移到Old or Tenured Generation（老一代）。
Stop the World Event 每一次minor garbage collection 都会触发“Stop the World Event ” 事件，这会导致应用中所有的线程会暂停，知道该垃圾回收操作完成。
Old Generation 会存储长期存活的object，一般的，会给对象的年龄值设置一个临界点，当对象的年龄值达到该临界点的时候，会被移到 Old Generation，最终当 Old Generation内存空间充满的时候会触发一次major garbage collection。
Major garbage collection 也会触发“Stop the World Event ” 事件，Major garbage collection会非常慢，因为这涉及所有的 对象。
Permanent Generation 会存储一些JVM运行所需要的元数据，这些元数据描述了classes（类）、methods（方法）等。