JVM高階之路 六 垃圾收集理論和演算法

2022-09-14 03:12:10 字數 1898 閱讀 9636

在前面我們了解了虛擬機器如何判斷物件可**,接下來我們了解j**a虛擬機器垃圾收集的一些理論和演算法。

分代收集理論,是基於程式執行物件存活數量和物件年齡之間關係的一套經驗法則。

它建立在兩個分代假說之上:

用通俗的話總結:大部分汙漬很容易擦乾淨,多次擦都沒擦乾淨的無責越來越難擦乾淨。

基於這個理論,收集器將j**a堆劃分出不同的區域,然後將**物件按照年齡分配到不同的區域儲存。

具體來講,就是把j**a堆劃分為新生代 (young generation)老年代(old generation)兩個區域,新生代存放存活時間短的物件,而每次**後存活的少量物件,將會逐步晉公升到老年代中存放。

對於新生代的物件,可以只關注如何保留少量存活而不是去標記那些大量將要被**的物件;

對於老年代,可以降低垃圾收集頻率,同時更加關注那些要消亡的物件。

為了降低垃圾**的代價,在新生代和老年代採用了不同的垃圾收集演算法。

基於分代,產生了一些垃圾收集的型別劃分:

整堆收集(full gc):收集整個j**a堆和方法區的垃圾收集。

見名知義,標記-清除(mark-sweep)演算法分為兩個階段:

標記-清除演算法比較基礎,但是主要存在兩個缺點:

標記-清除演算法主要用於老年代,因為老年代可**的物件比較少。

標記-複製演算法解決了標記-清除演算法面對大量可**物件時執行效率低的問題。

過程也比較簡單:將可用記憶體按容量劃分為大小相等的兩塊,每次只使用其中的一塊。當這一塊的記憶體用完了,就將還存活著的物件複製到另外一塊上面,然後再把已使用過的記憶體空間一次清理掉。

這種演算法存在乙個明顯的缺點:一部分空間沒有使用,存在空間的浪費。

新生代垃圾收集主要採用這種演算法,因為新生代的存活物件比較少,每次複製的只是少量的存活物件。

一般虛擬機器的具體實現不會採用1:1的比例劃分,以hotspot為例,hotspot虛擬機器將記憶體分為一塊較大的eden空間和兩塊較小的 survivor空間,每次分配記憶體只使用eden和其中一塊survivor。發生垃圾蒐集時,將eden和survivor中仍然存活的物件一次性複製到另外一塊survivor空間上,然後直接清理掉eden和已用過的那塊survivor空間。預設eden和survivor的大小比例是8∶1。

其中的標記過程仍然與「標記-清除」演算法一樣,但後續步驟不是直接對可**物件進行清理,而是讓所有存活的物件都向記憶體空間一端移動,然後直接清理掉邊界以外的記憶體。

標記-整理演算法主要用於老年代,在老年代這種大量物件存活的區域,移動物件是個很大的負擔,而且這種物件移動操作必須全程暫停使用者應用程式(stop the world)才能進行。

參考:

:周志朋編著《深入理解j**a虛擬機器:jvm高階特性與最佳實踐》

:j**a 虛擬機器系列二:垃圾收集機制詳解,**幫你理解

:極客時間《深入拆解j**a虛擬機器》

JVM 垃圾收集

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