JVM垃圾回收策略浅谈 ??最近系统性的学习了java中JVM的垃圾回收策略，虽然平时写代码基本不用怎么关注JVM内部的实现机制，但是作为一个开发人员，想要成长为一个架构师级别的或者高级开发人员，那么JVM将是你必须了解的并且掌握的，我理解要知其然，更要知其所以然，好了，废话不多说，下面就谈谈JVM的垃圾回收机制，希望对大家以后的发展有所帮助。
JVM垃圾回收是靠垃圾回收器完成的，垃圾回收器必须能完成两件事情：
一、能够正确的检测出垃圾对象。
二、能否释放垃圾对象占用的内存空间。
先说说JVM如何检测垃圾对象 ??JVM中只要某个对象不再被其他活动对象引用，那么这个对象就 可以称为垃圾对象，此时的垃圾对象，就可以被JVM垃圾收集器回收了。这里要说明一下，所谓的活动对象是指能够被一个根对象集合到达的对象，如图1所示。
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图 1
图中的根对象集合主要包括一下5种元素。
- 在方法中局部变量区的对象的引用。
- 在java操作栈中的对象引用，有些对象时直接在操作栈中持有的，所以操作栈肯定也包含根对象集合。
- 在常量池中的对象引用：每个类都会包含一个常量池，这些常量池中也会包含很多对象引用，如表示类名的字符串就保存在堆中，那么常量池中只会持有这个字符串对象的引用。
- 在本地方法中持有的对象引用：有些对象被传入本地方法中，但是这些对象还没有被释放。
- 类的Class对象：当每个类别JVM加载时都会创建一个代表这个类的唯一数据类型的Class对象，这个Class对象存在堆中，当这个类不在被使用时，在方法区中类数据和这个Class对象同样需要被回收。
再来谈谈JVM是如何来进行垃圾回收的
JVM垃圾回收即释放被JVM垃圾回收器认定为垃圾对象所占用的内存空间。
??JVM经过这么长时间的发展，垃圾收集算法也是多种多样，每种算法各有优缺点，这里我主要说下平时用的最多的hotspot中使用的基于分代的垃圾收集方式。
??基于分代垃圾收集算法的主要原理是把对象按照寿命长短分组，分为年轻代和年老代，新创建的被分在年轻代，如果对象经过几次回收后仍然存活，那么再把这个对象划分到年老代。年老代的收集频度没有年轻代那么频繁，这样就减少了每次垃圾收集时所要扫描的对象的数量，从而提高了垃圾回收效率。
??这种设计的思路是把堆划分成若干个子堆，每个子堆对应一个年龄代，如图2所示。
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图 2
??JVM将整个堆划分为Young区、Old区和Perm区，分别存放不同年龄的对象，这三个区存放的对象有如下区别。
- Young区又分为Eden区和两个Survivor区，其中所有新创建的对象都在Eden区，当Eden区满后会触发minor GC将Eden区仍然存活的对象复制到其中一个Survivor区中，另外一个Survivor区中的存活对象也复制到这个Survivor中，以保证始终有一个Survivor区是空的。
- Old区存放的是Young区的Survivor满后触发minor GC后仍然存活的对象，当Eden区满后会将对象存放到Survivor区中，如果Survivor区仍然存不下这些对象，GC收集器会将这些对象直接放到Old区。如果在Survivor区中的对象足够老，也直接存放在Old区。如果Old区也满了，将会触发Full GC，回收整个堆内存。
- Perm区存放的主要是类的Class对象，如果一个类被频繁的加载，也可能会导致Perm区满，Perm区的垃圾回收也是由Full GC触发的。
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图 3
??通过Visual GC插件可以观察到每个代的当前内存大小和回收次数等。Sun对堆中的不同代的大小也给出了建议，一般建议Young区的大小为整个堆的1/4，而Young区中Survivor区一般设置为整个Young区的1/8。
??GC收集器堆这些区采用的垃圾收集算法也不一样，Hotspot提供了三类垃圾收集算法，下面分别介绍下这三类垃圾收集算法的区别和使用方法。这三类垃圾收集算法分别是：
- Serial Collector
- ParNew Collector
- CMS Collector
??串行收集器，JVM client模式下的默认收集器，使用复制算法，在进行垃圾回收时会暂停其他所有的工作线程（stop the world，简称STW）直至回收结束，因此会影响用户的正常使用体验，但是因为少了多线程切换的开销，相较于其他收集器能够更加专注于垃圾回收，在单核场景下效率极高，并且在回收较小内存（几十或者一两百兆）时，停顿时间是毫秒级的。
【JVM垃圾回收策略浅谈】主要特点：
- 主要针对新生代
- 采用复制算法
- 单线程收集
- 进行垃圾收集时，必须暂停所有工作线程，直到完成
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图 4 应用场景
- HotSpot在Client模式下默认的新生代收集器；
- 简单高效（与其他收集器的单线程相比）
- 对于限定单个CPU的环境来说，Serial收集器没有线程交互（切换）开销，可以获得最高的单线程收集效率
- 在用户的桌面应用场景中，可用内存一般不大（几十M至一两百M），可以在较短时间内完成垃圾收集（几十MS至一百多MS），只要不频繁发生，这是可以接受的
ParNew垃圾收集器是Serial收集器的多线程版本。
主要特点
?? 除了多线程外，其余的行为、特点和Serial收集器一样，如Serial收集器可用控制参数、收集算法、Stop The World、内存分配规则、回收策略等，两个收集器共用了不少代码。
ParNew/Serial Old组合收集器运行示意图如图5：
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图 5 应用场景
??在Server模式下，ParNew收集器是一个非常重要的收集器，因为除Serial外，目前只有它能与CMS收集器配合工作，但在单个CPU环境中，不会比Serail收集器有更好的效果，因为存在线程交互开销。
CMS Collector
??并发标记清理（Concurrent Mark Sweep，CMS）收集器也称为并发低停顿收集器（Concurrent Low Pause Collector）或低延迟（low-latency）垃圾收集器。
特点
- 针对老年代
- 基于"标记-清除"算法(不进行压缩操作，产生内存碎片)
- 以获取最短回收停顿时间为目标
- 并发收集、低停顿
- 需要更多的内存
CMS收集器运行示意图如下：
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图 6 应用场景
??与用户交互较多的场景，希望系统停顿时间最短，注重服务的响应速度，以给用户带来较好的体验，如常见WEB、B/S系统的服务器上的应用。
以上就是关于JVM垃圾回收机制的大致了解，以后还需要更加深入的学习。
