詳解Java內存管理中的JVM垃圾回收-創(chuàng)新互聯

一.概述

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相比起C和C++的自己回收內存，JAVA要方便得多，因為JVM會為我們自動分配內存以及回收內存。

在之前的JVM 之內存管理 中，我們介紹了JVM內存管理的幾個區(qū)域，其中程序計數器以及虛擬機棧是線程私有的，隨線程而滅，故而它是不用考慮垃圾回收的，因為線程結束其內存空間即釋放。

而JAVA堆和方法區(qū)則不一樣，JAVA堆和方法區(qū)時存放的是對象的實例信息以及對象的其他信息，這部分是垃圾回收的主要地點。

二.JAVA堆垃圾回收

垃圾回收主要考慮的問題有兩個：一個是效率問題，一個是空間碎片問題。

而Java堆中的垃圾回收可以分為兩個區(qū)域，一個是新生代，一個是老年代。其中新生代又分為一塊比較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間。因為新生代和老年代所存儲的對象群體是不一樣的，為了在效率和空間碎片問題中取得平衡，新生代和老年代所使用的垃圾回收算法是不一樣。

新生代 -復制算法

從名字上就知道，新生代主要存放的是比較新的對象，回收多次之后仍然存活的對象，就會被送到老年代中區(qū)。由此可知新生代的垃圾回收是比較頻繁的，所以為解決效率問題，新生代使用了復制算法。復制算法可以將內存分為大小相等的兩塊，每次分配時使用其中一塊，當這一塊用完時，就將還存活的對象復制到另一塊內存上面區(qū)。此時已使用過的這一塊內存就可以一次清理掉，這樣也不用擔心內存碎片的問題。當然這種算法的一個缺點就是內存使用率比較低，只有一半（每次只能一半用來分配出去）。

而IBM公司的研究表明，新生代中的對象98%都是”照生夕死“，所以不需要按照1：1劃分，故而會將內存分為一塊較大的Eden空間和兩塊小的Survivor空間。

那么為什么會有兩塊Survivor呢，復制算法不是只需要一塊Eden和一塊Survivor就夠了嗎？

其實這主要還是為了解決碎片化的問題。假設只有一個Survivor區(qū)，當Eden區(qū)滿的時候，進行Gc,存活對象被分配到了Survivor區(qū)，清空Eden區(qū)。當再一次Gc完成后，存活的對象繼續(xù)放在Survivor區(qū)，這樣不是很美好嗎，不會有內存碎片??！但是別忘了，第一次存到Survivor區(qū)的對象很可能在第二次Gc的時候就失活了，清理掉Survivor失活對象不就會產生內存碎片了嗎？

所以Java堆使用了兩個Survivor區(qū)，一個from Survivro和一個toSurvivor，第一次Eden滿的時候，復制算法將存活對象放到from Survivor區(qū)，清空Eden。第二次，Eden滿時，將Eden和from Survivor區(qū)存活的對象放到to Survivor區(qū)，清空Eden和from Survivor，然后重要的一步，將from Survivor和to Survivor角色互換！這樣就解決了內存碎片化的問題。

老年代 -標記/整理算法

首先要明白老年代存放的都是會存活得比較久的對象，所以如果老年代也使用復制算法的話，那么復制對象的開銷時比較大的，因為老年代的對象基本上都會存活。

標記/整理算法很好理解，主要也就是”標記“，”整理“兩個步驟，先將要回收的對象標記，然后讓存活對象向著一端移動，最后將邊界以外的內存，然后Gc完成。

三.方法區(qū)垃圾回收

在某些地方的解釋中，方法區(qū)也會被叫做“永久代”，與JAVA堆不同，這里存放的是類的信息以及一些常量信息，故而這個區(qū)域中被分配的內存一般比較難以被回收，所以才有有”永久代“之名。

雖然方法區(qū)中垃圾回收效率較低，但被分配的內存卻也并非真的就永不被回收，其主要回收的有兩部分內容：廢棄常量和無用的類。廢棄常量的回收與JAVA堆中類實例回收類似，當常量池中一個常量沒有被引用時，就有可能被回收。比如常量池中有一個字符串常量“abc”，當沒有任何一個String對象值為"abc"時，那么下一次垃圾回收"abc"常量就有可能會被回收。

而對于無用的類的回收，首先需要判斷什么樣的類才是”無用的類“：

• 該類所有的實例都已被回收，即JAVA堆中沒有該類的實例。
• 加載類的ClassLoader已經被回收。
• 該類對應的java.lang.Class對象沒有在任何地方被引用，無法在任何地方通過反射訪問該類的方法。

虛擬機可能會堆滿足這三個條件的”無用的類“進行回收，僅僅是可能，并非必然。

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