JVM|JVM优化（一） JVM|JVM优化

【JVM|JVM优化（一）】
JVM优化

1、什么是垃圾回收？

1.1 Java语言的垃圾回收

2、垃圾回收的常见算法

2.1 引用计数法

2.1.1原理
2.1.2、优缺点
2.2、标记清除法
2.2.1、原理
2.2.2、优缺点

2.3、标记压缩算法

2.3.1、原理
2.3.2、优缺点

2.4、复制算法

1、什么是垃圾回收？程序的运行必然需要申请内存资源，无效的对象资源如果不及时处理就会一直占有内存资源，最终将导致内存溢出，所以对内存资源的管理是非常重要了。
1.1 Java语言的垃圾回收为了让程序员更专注于代码的实现，而不用过多的考虑内存释放的问题，所以，在Java语
言中，有了自动的垃圾回收机制，也就是我们熟悉的GC。
有了垃圾回收机制后，程序员只需要关心内存的申请即可，内存的释放由系统自动识别
完成。
换句话说，自动的垃圾回收的算法就会变得非常重要了，如果因为算法的不合理，导致
内存资源一直没有释放，同样也可能会导致内存溢出的
2、垃圾回收的常见算法常见的垃圾回收算法有：引用计数法、标记清除法、标记压缩法、复制算法、分代算法
等
2.1 引用计数法引用计数是历史最悠久的一种算法，最早George E. Collins在1960的时候首次提出，50
年后的今天，该算法依然被很多编程语言使用
2.1.1原理
假设有一个对象A，任何一个对象对A的引用，那么对象A的引用计数器+1，当引用失败
时，对象A的引用计数器就-1，如果对象A的计数器的值为0，就说明对象A没有引用了，
可以被回收。
2.1.2、优缺点
优点：

实时性较高，无需等到内存不够的时候，才开始回收，运行时根据对象的计数器是否
为0，就可以直接回收。
在垃圾回收过程中，应用无需挂起。如果申请内存时，内存不足，则立刻报
outofmember 错误。
区域性，更新对象的计数器时，只是影响到该对象，不会扫描全部对象
缺点：
每次对象被引用时，都需要去更新计数器，有一点时间开销。
浪费CPU资源，即使内存够用，仍然在运行时进行计数器的统计。
无法解决循环引用问题。（最大的缺点）
什么是循环引用？

class TestA{ public TestB b; } class TestB{ public TestA a; } public class Main{ public static void main(String[] args){ A a = new A(); B b = new B(); a.b=b; b.a=a; a = null; b = null; } }

虽然a和b都为null，但是由于a和b存在循环引用，这样a和b永远都不会被回收
2.2、标记清除法
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

标记：从根节点开始标记引用的对象
清除：未被标记引用的对象就是垃圾对象，可以被清理

2.2.1、原理

文章图片

这张图代表的是程序运行期间所有对象的状态，它们的标志位全部是0（也就是未标记，
以下默认0就是未标记，1为已标记），假设这会儿有效内存空间耗尽了，JVM将会停止应
用程序的运行并开启GC线程，然后开始进行标记工作，按照根搜索算法，标记完以后，
对象的状态如下图。

文章图片

可以看到，按照根搜索算法，所有从root对象可达的对象就被标记为了存活的对象，此
时已经完成了第一阶段标记。接下来，就要执行第二阶段清除了，那么清除完以后，剩
下的对象以及对象的状态如下图所示

文章图片

可以看到，没有被标记的对象将会回收清除掉，而被标记的对象将会留下，并且会将标
记位重新归0。接下来就不用说了，唤醒停止的程序线程，让程序继续运行即可
2.2.2、优缺点
可以看到，标记清除算法解决了引用计数算法中的循环引用的问题，没有从root节点引
用的对象都会被回收。
同样，标记清除算法也是有缺点的：

效率较低，标记和清除两个动作都需要遍历所有的对象，并且在GC时，需要停止应
用程序，对于交互性要求比较高的应用而言这个体验是非常差的。
通过标记清除算法清理出来的内存，碎片化较为严重，因为被回收的对象可能存在于
内存的各个角落，所以清理出来的内存是不连贯的。

2.3、标记压缩算法标记压缩算法是在标记清除算法的基础之上，做了优化改进的算法。和标记清除算法一
样，也是从根节点开始，对对象的引用进行标记，在清理阶段，并不是简单的清理未标
记的对象，而是将存活的对象压缩到内存的一端，然后清理边界以外的垃圾，从而解决
了碎片化的问题
2.3.1、原理

文章图片

2.3.2、优缺点
优缺点同标记清除算法，解决了标记清除算法的碎片化的问题，同时，标记压缩算法多
了一步，对象移动内存位置的步骤，其效率也有有一定的影响。
2.4、复制算法复制算法的核心就是，将原有的内存空间一分为二，每次只用其中的一块，在垃圾回收
时，将正在使用的对象复制到另一个内存空间中，然后将该内存空间清空，交换两个内
存的角色，完成垃圾的回收。
如果内存中的垃圾对象较多，需要复制的对象就较少，这种情况下适合使用该方式并且
效率比较高，反之，则不适合。