这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 6 天，主要是对于自动内存管理和GC进行了深入学习。
性能优化层面：
业务代码--->SDK---->基础库---->语言运行时----->OS
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业务层优化：
针对特定场景，具体问题和分析
容易获得较大性能收益
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语言运行时优化
解决更通用的性能问题
考虑更多场景
Tradeoffs
自动内存管理
1.动态内存：程序在运行时根据需求动态分配的内存：malloc()
2.自动内存管理（垃圾回收）：由程序语言的运行时系统回收动态内存
3.三个任务：
- 为新对象分配空间
- 找到存活对象
- 回收死亡对象的内存空间
The GC runs concurrently with mutator threads
Mutator ------业务线程，分配新对象，修改对象指向关系
Collector：GC线程，找到存活对象，回收死亡对象的内存空间（collectors必须感知对象指向关系的改变）
Serial GC：只有一个collector
Parallel GC：支持多个collectors同时回收的GC算法
Concurrent GC：mutator(s)和collector(s)可以同时执行
评价GC算法：
- 安全性：不能回收存活的对象那个（基本要求）
- 吞吐率：1-（GC时间/程序执行时间）（花在GC上的时间）
- 暂停时间（业务是否感知）
- 内存开销（GC元数据开销）
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追踪垃圾回收：
对象被回收的条件---指针指向关系不可达的对象
- 标记根对象：静态变量、全局变量、常量、线程栈（标记根对象可活）
- 标记：找到可达对象（从根对象出发，找到所有可达对象）
- 清理：所有不可达对象
方法实现：-----------根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略
Copying GC：将存活对象复制到另外的内存空间
Mark-sweep GC：将死亡对象的内存标记为“可分配”
Mark-compact GC：移动并整理存活对象
分代GC：
每个对象的年龄：经历过GC的次数
目的：针对年轻和老年的对象，制定不同的GC策略，降低整体内存管理的开销
不同年龄的对象处于heap的不同区域
年轻代：常规的对象分配，GC吞吐率高，由于存活对象少，可以采用Copying GC
老年代：对象趋向于一直活着，反复复制开销较大，可以采用mark-sweep collection
GC的主要算法：
1.引用计数：
每个对象都有一个与之关联的引用数目
对象存活的条件：当且仅当引用数大于0
缺点：
- 维护引用计数的开销比较大，通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性
- 无法回收环形数据结构（可以使用weak reference）
- 内存开销：每个对象都引入的额外内存空间存储引用数目
- 回收内存时依然可能引发暂停
优点：
- 内存管理的操作被平摊到程序运行中（指针传递过程中进行引用计数的增减）
- 不需要runtime细节，不需要标记GC roots
2.复制算法（新生代）
年轻代-----Minor GC
实现原理：Minor GC把Eden中所有活的存活对象都一道Survivor区域中，如果Survivor区中放不下，则剩下的活的对象就会被移到老年代，即一旦收集后，Eden就是空的。
缺点：
- 需要双倍空间，浪费了一般内存
优点：
- 复制过去都是挨在一起，没有内存碎片，并且复制时，新生区存活率比较低，切新生区内存也比较小。
3.标记清除（老年代）
老年代一般是由标记清除或标记清楚与标记整理的混合实现。
缺点：
- 扫描两次，耗时严重，效率比复制算法高
- 清楚会产生内存碎片
优点：
- 不浪费内存
4.标记压缩（老年代）
标记的存活对象会被整理，按照内存地址依次排列，而未被标记的内存会被清理。
缺点：
- 标记/整理算法效率不高，不仅要标记所有存活对象，还要整理所有存活对象的引用地址。（效率低于复制算法）
优点：
- 弥补标记/清楚算法中，内存区域分散的缺点，消除了复制算法中，内存减半的高额代价。
5.标记清除压缩
先进行标记清楚，如果碎片多了，则再进行一次标记压缩。结合两个优点，减少移动对象的成本。
