## 分代收集理論 ### 3個假說 * 弱分代假說：絕大多數對象都是朝生夕滅的。（設計了年輕代） * 強分代假說：熬過越多次垃圾收集過程的對象就越難以消亡。（設計了老年代） * 跨代引用假說：跨代引用相對于同代引用僅占極少數。（實際Java應用中，可能會存在年輕代的對象跨代引用了老年代的對象）（設計了`記憶集`，在新生代上建立全局的記憶集，把老年代劃分為若干個小塊，標識出老年代的哪一塊內存會存在跨代引用，此后在Minor GC時，只有包含了跨代引用的小塊內存里的對象才會被加入到GC Roots進行掃描） ### 分代實現  HotSpot虛擬機中，根據對象存活周期的不同，將內存劃分為幾塊。一般是將Java堆分為新生代和老年代，比例為`2:1`；新生代又細分為`Eden`區、`From Survivor`區和`To Survivor`區，比例為`8:1:1`。不同的代采用不同的回收算法： * 新生代：復制算法 * 老年代：標記-清除算法，或者標記-整理算法 ### 定義一些關于GC的名詞 1. 部分收集（Partial GC）: 不是完整收集Java堆的收集。 * 新生代收集（Minor GC/Young GC）：只是新生代的收集。 * 老年代收集（Major GC/Old GC）：只是老年代的收集。目前只有CMS收集器會有單獨收集老年代的行為。 * 混合收集（Mixed GC）：收集整個新生代以及部分老年代的垃圾收集。目前只有G1收集器會有這種行為。 2. 整堆收集（Full GC）：收集整個Java堆和方法區的垃圾收集。 ## 垃圾收集算法 知道了如何判定**無用的對象**、**廢棄常量**和**無用的類**后，接下來就是將這些無用的對象給回收掉。 如下是常用的3種垃圾收集算法。 ### 標記-清除  該算法分為標記和清除兩個階段。 * 標記：遍歷所有的 GC Roots，然后將所有 GC Roots 可達的對象標記為存活的對象。 * 清除：遍歷堆中所有的對象，將沒有標記的對象清除掉。同時清除對象上的標記，以便下一次垃圾回收。 這種方法有2個不足： 1. 效率問題：標記和清除2個過程效率都不高 2. 空間問題：回收后內存會有大量碎片；碎片太多可能導致以后需要分配大對象時，無法找到足夠連續的內存不得不提前觸發另一次垃圾回收動作。 ### 復制（新生代）  為了解決效率問題，復制算法出現了。它將可用內存按容量劃分為大小相同的兩塊，每次只使用其中的一塊。當這一塊內存用完，需要進行垃圾收集時，就將存活的對象復制到另一塊上，然后清除掉這一塊內存。 這種算法有優有劣： * 優勢：不會產生碎片。 * 劣勢：內存縮小為原來的一般，浪費空間。 **為了解決空間利用率問題**，可以將內存分為3塊：Eden、From Survivor、To Survivor，比例是8:1:1，每次使用Eden和其中一塊Survivor。回收時，將Eden和Survivor中存活的對象一次性復制到另一塊Survivor空間上，最后清理掉Eden和剛才使用的Survivor空間。這樣只有10%的內存被浪費。 但是無法保證每次回收都只有不多于10%的對象存活，當Survivor空間不足時，需要依賴其他內存（老年代）進行**分配擔保**。 **分配擔保**是指如果另一塊Survivor空間沒有足夠空間存放上一次新生代收集下來的存活對象時（超過10%），這些對象將直接通過分配擔保機制進入老年代。 ### 標記-整理（老年代）  該算法分為標記和整理兩個階段。 * 標記：遍歷所有的 GC Roots，然后將所有 GC Roots 可達的對象標記為存活的對象。（和標記-清除的標記階段一樣） * 整理：移動所有存活的對象，按著內存地址次序依次排列，然后將末端地址以后的全部內存回收。 這是一種老年代的收集算法，老年代的對象存活時間比較長。 ## 參考資料 * 周志明 * 《深入理解Java虛擬機》 * Java虛擬機底層原理知識總結 * https://doocs.github.io/jvm/