有哪些Java GC的相关问题

本文主要介绍“Java GC的相关问题有哪些”。在日常操作中，相信很多人对Java GC的相关问题有所怀疑。边肖查阅了各种资料，整理出简单易用的操作方法，希望能帮助大家解答“Java GC有哪些相关问题”的疑惑！接下来，请和边肖一起学习！

Java GC

目标

当遇到一个问题或者一个知识点的时候，我们要明白，明白要解决什么问题。说到Java GC，这个GC的目的是什么？显然是为了回收内存，因为内存是有限的。随着程序中创建的对象越来越多，如果回收，内存会越来越大，最后程序会出现异常。既然目的是回收内存，一个新的问题就出现了。哪些物品可以回收？什么时候回收？如何回收？

哪些对象可以被回收

简单来说，无用的物品是可以回收的。换句话说，如果定义一个对象是无用的呢？这里主要有两种方法，一种叫做引用计数法，另一种叫做可达性分析法。

引用计数

引用计数意味着如果一个对象被另一个对象引用一次，该对象将有一个引用计数器，并且该计数器将增加一。如果释放，参考计数器将递减1。当引用计数器的计数为0时，表示该对象没有用，此时可以回收该对象。表面上看起来合情合理，容易实施，但仔细一想就会发现有问题。例如，如果对象A引用对象B，但对象B也引用对象A，那么此时对象A和对象B的引用计数器的计数不会为0，但这两个对象不会被其他对象引用。理论上，这两个物体是可以回收的。

从上面可以看出，这个方案是有问题的，会导致内存泄漏。然后又来了一个方案，就是可达性分析。

可达性分析

可达性分析是指从GCRoots的点往下搜索，当找不到引用链时，说明对象是垃圾。那么哪些对象可以被认为是根节点呢？Java栈中有对象，方法区有静态属性和常量，局部方法栈中有对象。依次从这些对象中向下搜索。如果未能到达根节点的对象是垃圾对象，则可以回收它们。

如下图所示，对象A、B、C可以找到与Roots节点的连接，但对象D、E、F找不到与Roots节点的连接，即无法到达，所以这三个对象是垃圾对象。

什么时候回收

以上两个方案解决了哪些物件可以回收，那么下一个问题就是什么时候回收？当排除人工调用时，垃圾收集总是在为新对象分配内存时发生。此时，如果内存空间不足，将触发垃圾收集。

怎么回收

我们知道哪些物品可以回收，什么时候应该回收，那么下一个问题就是如何回收。根据不同的实现方式，垃圾收集有许多不同的算法。例如，有标签移除算法、复制算法、标签排序算法和世代回收算法。以下是简要介绍。想了解更多的人可以自己研究。

标记清除算法

标记算法简单易懂，主要执行两个动作，一个是标记，另一个是清除和回收标记对象内存。这种算法的一个问题是会有严重的内存碎片。如下图所示：

从上图可以看出，内存回收后内存碎片严重，导致在分配一些大对象时内存不足，但整体内存确实足够。

复制算法

复制算法的实现简单明了，就是把内存任意分成两部分，平时使用时只固定其中一部分。当需要GC时，幸存的对象被复制到另一部分，然后所有使用的内存被清理。下图：

从上图可以看出，清除标记的内存碎片问题已经解决，但很明显复制算法还有另一个问题，那就是内存利用率大幅下降，可用内存只有原来的一半。

标记整理算法

既然去除标记和复制算法各有优缺点，我们自然要思考这两种算法能否结合，于是出现了标记整理算法。标记阶段与标记算法相同，其中首先标记要回收的零件，

不过清除阶段不是直接清除，而是把存活的对象往内存的一端进行移动，然后清除剩下的部分。如下图：

标记整理的算法虽然可以解决上面两个算法的一些问题，但是还是需要先进行标记，然后进行移动，整个效率还是偏低的。

分代回收算法

分代回收算法是目前使用较多的一种算法，这个不是一个新的算法，只是将内存进行的划分，不同区域的内存使用不同的算法。根据对象的存活时间将内存的划分为新生代和老年代，其中新生代包含  Eden 区和 S0，S1。在新生代中使用是复制算法，在进行对象内存分配的时候只会使用 Eden 和 S0 区，当发生 GC 的时候，会将存活的对象复制到 S1  区，然后循环往复进行复制。当某个对象在进行了 15 次GC  后依旧存活，那这个对象就会进入老年代。老年代因为每次回收的对象都会比较少，因此使用的是标记整理算法。

垃圾回收器

讲完了垃圾回收算法，我们再看下垃圾回收器，每一种垃圾回收器都是不同时代的不同产物，都有其独特性。

• Serial 垃圾收集器(单线程、复制算法)

• ParNew垃圾收集器(Serial+多线程)

• Parallel Scavenge 收集器(多线程复制算法、高效)

• SerialOld收集器(单线程标记整理算法)

• ParallelOld收集器(多线程标记整理算法)

• CMS收集器(多线程标记清除算法)

• G1收集器

各个垃圾收集器的配合使用情况可以参考下图，个人觉得对这么多的收集器没有必要全部精通，可以注重关注一下 CMS 和 G1  就可以了。感兴趣的小伙伴可以自己的研究一下。

到此，关于“有哪些Java GC的相关问题”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！