【JVM|垃圾回收】第二天
摘要：
本文系统梳理了Java垃圾回收机制。首先介绍了两种回收判断方法：引用计数法（易产生循环引用）和可达分析法（通过根对象识别存活对象）。其次详细解析了五种引用类型：强引用、软引用、弱引用、虚引用和终结器引用。然后对比了三种回收算法：标记清除（速度快但碎片化）、标记整理（无碎片但慢）、复制法（快无碎片但耗内存）。最后概述了三种垃圾回收器：串行（适合小内存）、吞吐量优先（多核大内存）和响应时间优先（最小化单次停顿）。
一，回收判断
1，引用计数法
当引用这个对象时，计数加一，无引用时计数为0。但是引出循环引用问题-->两个对象互相引用，这两个对象又没有被其他对象引用，因为技术不为0无法被回收。
2，可达分析法
通过指定不可回收的对象，包括-->roots根对象，直接或间接引用根对象的其他对象
根对象：1，system class对象（程序运行的基础）2，native class对象（访问操作系统的类）3，Thread对象（包括局部变量即栈帧）4，Busy Monitor对象
2.1，强引用
root对象直接关联的对象，常见都为强引用，无强引用时会被回收。
2.2，软引用（new SoftReference（对象）数据不敏感且内存空间紧张时可使用）
当没有强引用引用软引用对象时，垃圾回收后空间不足，会将软引用对象回收。
2.3，弱引用（new WeakReference（对象））
当没有强引用引用弱引用对象时，无论内存充足与否都会回收掉弱引用对象，Full GC会清除所有弱引用。
补充：软弱引用也是一个对象，会占用一定内存，如果想要释放其内存，需要在引用队列找到这些对象然后回收。
2.4，虚引用
例如Cleaner对象就是虚引用对象，引用byteBuffer，当byteBuffer被回收时，CLeaner对象会被放入引用队列，后台的一个守护线程就从队列中拿到虚引用对象然后调用clear等方法清除额外的内存：直接内存。
2.5，终结器引用
对象重写finallize()方法，jvm会为该对象创建一个终结器引用，当发生垃圾回收且没有强引用引用该对象时，该对象先不会被回收，而是终结器对象会被放入引用队列，该队列由一个优先级较低的线程管理，当线程执行接收到终结器引用就会根据该引用找到对应的对象，并执行finallize()方法然后下一次执行垃圾回收时进行回收。
二，垃圾回收算法
1，标记清除
（1）标记
根据可达分析法，找到没有被根对象引用的垃圾对象，对这些对象进行标记
（2）清除
针对被标记的对象，通过将对象内存空间的启始位置记录的方式将该垃圾对象清除，后续其他对象创建时会直接从记录中寻找合适的空间放置。
优缺点：这种方法速度快，但是会造成内存碎片化
2，标记整理
相较于标记清除，该方法在清除后多了一步整理的工作，将非垃圾对象规整使之变得紧凑，避免内存碎片化
缺点：因为整理内存，会额外消耗许多资源，因此会导致速度较慢
3，复制法
该算法需要额外一块空间（from/to），当标记完成后就将from中存活的对象复制到To空间中，这个过程中自然就能够做到整理，最后交换from和To的引用（from<-->To）
优缺点：速度较快且不会由内存碎片化问题，但是要消耗额外内存空间
4，分代回收（堆空间划分为新生代和老年代）
补充：1，寿命阈值并非必定要求，如果新生代幸存区空间非常紧张，未达到寿命阈值的对象也会被放入老年代。 2，如果存入的是一个大对象（新生代清理后也一定放不下），不会触发垃圾回收而是直接被放入老年代中。
Tips：相关VM参数
三，垃圾回收器
1，串行（回收期间阻塞用户线程）
（1）单线程
（2）堆内存小，适合个人电脑
2，吞吐量优先
（1）多线程
（2）堆内存大，多核CPU
（3）单位时间内，STW 的时间最短
Tips：执行效率和CPU核数密切相关，“所有线程”并行地进行垃圾回收，吞吐量大
3，响应时间优先（牺牲部分吞吐量并行执行换取响应时间）
（1）多线程
（2）堆内存大，多核CPU
（3）尽可能让单次 STW 的时间短
tips：CMS老年代的垃圾回收器如果失败-->退化到串行的垃圾回收，拖累响应时间
4，G1垃圾回收器（jdk9默认）
三个垃圾回收阶段
（1）Yong Collection新生代回收
（2）Yong Collection+CM
Tips：通过跨代引用，老年代会被分为多个大小相等的区域放置对象，如果老年代中有root对象引用了新生代中的对象，这个区域会被标记为“脏卡”，该对象会记录root对象在老年代的引用地址，这样初始标记时就无需完全遍历老年代，而是直接扫描脏卡即可
（3）Mixed Collection混合收集
Tips：根据最大暂停时间有选择的进行老年代的垃圾回收，挑选那些回收价值较高的几个old区域----回收后能够释放的空间较多