Android JVM03 --- 运行时数据区(GC与调优)

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对象如何回收

一.什么是垃圾

程序中没有任何指针指向的对象。

二.为什么需要GC

对于系统而言,内存迟早都会被消耗完,因为不断的分配内存空间而不进行回收,就好像不停的产生生活垃圾。

1.释放垃圾对象

2.对于内存空间进行碎片管理

没有GC就不能保证程序的正常化进行

三.GC核心算法

1.垃圾确认算法:标记阶段算法

a.引用计数算法:

优点:实现简单,垃圾对象便于识别,判断效率高

缺点:无法处理循环引用情况

b.GCRoot可达性分析算法

以根对象集合为七点,按照从上至下搜索被跟对象集合所链接的对象目标是否可达。

哪些对象可以为GCRoot对象?

虚拟机栈中的引用对象,如各个线程被调用的方法中使用的参数,局部变量等

本地方法栈内JNI引用的对象

方法区中类静态属性引用对象,如JAVA类的应用类型静态变量

所有被同步锁synchronize持有的对象

java虚拟机内部引用的对象,如基本数据类型对应的Class对象,一些常驻的异常对象(NullPointerException等),系统内部类

总结:一个指针,他保存了堆里面的对象,但自己有不在堆中,那么他就是一个GCRoot。

2.清楚垃圾算法:清除阶段算法

a.清除算法

清除的概念:不是去干掉具体内存中的数据,而是回收空闲地址,将他们保存在空闲地址表中,下次有新对象需要空间时,去判断是否够用。

效率不高,进行GC的时候,STW,导致用户体验差且会产生大量的内存碎片。

b.复制算法

将内存空间分为两块,每次只使用其中一块,在来及回收的时候,将正在使用的内存中存放的对象复制到未被使用的内存块中,之后清除正在使用的内存块,交换两个内存角色。

缺点:

需要两倍空间

GC需要维护对象的引用关系,时间开销加大

此种方法适用于垃圾对象少,量级不大的情况

c.压缩算法

压缩算法最终效果等同于清除算法执行完成后再进行一次内存碎片的整理。

标记的存货被整理后,按照内存地址进行排列,而未被标记的内存会被清理掉,如此一来,JVM只需要持有一个内存的起始地址即可,这个比维护一个空闲列表显然少了很多开销。

注意:只要动内存,都会产生STW现象!!!

四.分代收集算法

为了满足垃圾回收的效率最优性,分代收集算法应运而生。

分代收集算法基于一个事实:不同的对象生命周期时不也一样的,因此,不同生命周期的对象可以采取不同的收集方式,以便于提高回收效率。一般是把JAVA堆分为新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点使用不同回收算法,相对提高效率。

五.增量收集算法

上述所有算法,在垃圾回收过程中,都会STW,将严重影响用户体验或系统稳定。为了解决这个问题,催生除了增量收集算法。

基本概念:

如果一次性将所有垃圾进行处理,需要造成系统会给长时间停顿,那么九可以让垃圾收集线程和应用程序线程交替执行。每次垃圾收集线程只收集一小片区域的内存空间,接着切换到应用程序线程,依次反复,直到垃圾收集完成。

总结:实际上即使通过对线程间冲突的妥善处理,允许垃圾收集线程以分阶段的方式完成标记,清理,复制等工作。

实例:CMS

六.分区算法

相同条件下,堆空间越大,一次GC时间越长,停顿的时间也越长,为了更好的控制GC产生的停顿时间,将一块大的内存区域分割成多个小块,根据目标的停顿时间,每次合理的回收若干小区间。而不是整个堆空间,从而减少一次GC所产生的停顿。

七.CMS回收器

1.初始标记:

这个阶段会出现STW,主要工作内容是标记出GCroot能关联到的对象(注意:这个只有GCRoot的对象,不会涉及引用链)。

2.并发标记:

遍历GCRoot整个引用链,这个工作耗时非常长,采取了与用户线程一起运行的方案(注意:这里不产生STW现象,但是会有数据变动)。

3.重写标记:

只管重新运行后的那部分对象数据的变动(注意:再次进行STW)。

4. 并发清理:

清理所有标记的死亡对象,释放,这一步与用户线程同步进行。

注意:内存整理在哪里?

定时清理:基于事实----CMS应用于老年代。