GC入坑路

初入GC（一）

一、GC垃圾定义

GC全称Garbage Collection，翻译：垃圾收集。GC主要完成的有3件事：

1. 哪些内存需要回收？
2. 什么时候回收？
3. 如何回收？

二、定位垃圾

首先，设想一下我家lucky（一只猫）像房间里丢毛线团，毛线团A的一头在lucky的手上，另一头连接着毛线团B，还有其他毛线团C、D......都是lucky不想玩了的，那么在这个场景中，整个房间就是JVM中的堆内存，毛线团A、毛线团B就是存活对象，其余不想玩了的，又没有AB毛线团缠绕上去的就是规定的垃圾。

所以，在GC中，有两种定位垃圾的算法：

1. 引用计数算法，通过对象自身进行判断，若有对象指向到自身，则自身标记计数+1，最后统计自身标记计数为0的即为垃圾 缺点：这种算法会排除掉循环引用的一坨垃圾，如：A-->B-->C-->A

2. 根可达算法，通过GC Roots为起点往下找，搜索到的路径被称为引用链，能找到的对象皆为存活对象，无法找到的即为垃圾。 其中，能作为GC Roots的有：

   • 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象；
   • 方法区中类静态属性引用的对象；
   • 方法区中常量引用的对象；
   • 本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象。

三、垃圾回收算法

目前GC存在三种垃圾回收算法：

标记清除：即我进入lucky玩耍的房间，找到lucky没有玩的毛线团，将其做上标记，最后将这些毛线团回收起来，但是这样出现的问题是，当我给lucky清理了好久后，发现满房间都是它丢的线团，最后它想玩一个大的线团，我都没地方放。（lucky丢的到处都是，我会打它！）

因此，标记清除带来的缺点就是会产生无数个碎片化的内存空间，当创建一个大对象时，可能没有一个足够大的内存空间容纳该对象。

复制：即我把lucky玩耍的房间隔成两个区域，我只允许lucky向其中一个区域丢线团，当我再去帮它清理的时候，我会将它正在玩的线团移动到另一个区域中，然后一下把这个满是垃圾的区域清理掉，同样，这也会出现一个问题，lucky每次玩耍的空间只有房间的一半，当我房间足够大时，lucky浪费的空间也就大。（lucky浪费我的空间，就是浪费我的钱，我会打它！！）

因此，复制算法带来的缺点就是会严重浪费掉内存的使用空间。

标记压缩：即我给lucky一整个房间去玩，当我进去给它打扫房间的时候，我需要把它正在玩的线团堆到一起，然后把剩余的垃圾清理掉，可是，这会让我异常的累。（lucky让我不胜腰力，我打不动它了！！！）

因此，标记压缩带来的缺点就是效率太低了。

四、GC模型

1. 分代模型： Long long ago，GC将内存分为新生代（young/new代）和老年代（old代），其比例为1:2，新生代再分为Eden和两个Survivor区，或者分为Eden区、From区、To区，其比例为8:1:1，当然，这些比例都可以根据参数进行设置的，只是根据大量数据表明（我也不知道是什么数据），一般在第一次清理过后，能存活下来的对象只有1/8。

   我们想象一下，lucky往我的套房中丢线团，首先我只允许它向主卧扔，等它扔的差不多了，我就开始进去打扫，将它还在玩的线团丢到次卧A，并给线团长1岁，然后将主卧里的垃圾全部清理掉，然后lucky继续丢线团，在我第二次去清理的时候，我会将主卧中还在玩的线团以及次卧A中还在玩的线团一起丢到另一个大小相同的次卧B，同时线团的年龄就会长1岁，然后再把次卧A和主卧全部清理掉，经过一段时间的清理后，我会把那些已经到达清理次数阈值的存活线团丢到客厅中。

   在以上场景中，主卧就是Eden区，两个次卧就是Survivor区或者叫From和To区，客厅就是Old区，当GC清理到达一段次数后就会进去Old区，其中CMS默认年龄为6，其他GC默认年龄为15。

2. 分区模型：

   将整个堆空间划分为连续的不同⼩区间, 每个⼩区间独⽴使⽤, 独⽴回收. 这样做的 好处是可以控制⼀次回收多少个⼩区间 , 根据⽬标停顿时间, 每次合理地回收若⼲个⼩区间(⽽不是 整个堆), 从⽽减少⼀次GC 所产⽣的停顿

未完待续...