[JVM]——垃圾回收

学习内容：

GC、垃圾回收器、垃圾回收算法

一、GC垃圾回收算法

1.1 可达性分析法

1.1.1 GC ROOT对象：

1.1.3 四种引用方式：

⭐小结：

1.2 其他回收算法

二、详解分代回收法：

三、垃圾回收器

3.1 串行垃圾回收器：

3.2 吞吐量优先回收器：

3.3 响应时间优先：

3.4 G1 garbage first

一、GC垃圾回收算法

1.1 可达性分析法

1. 标记可达对象 2. 回收不可达对象

也是虚拟机采用的方法，扫描所有的GC ROOT对象，如果对象能够被一个GC ROOT对象，直接或间接找到，那么它就可能不会被回收(这取决于引用类型)，反之可回收。

1.1.1 GC ROOT对象：

指在Java虚拟机（JVM）的内存中，被直接或者间接引用的对象。这些对象被视为不可回收的，并且是垃圾收集器的根节点。它们的作用是为垃圾回收器提供一个初始的扫描位置，以便确定哪些对象是可达的，哪些对象是不可达的。垃圾回收器会从GC Root开始扫描，并标记所有可达对象，最终将不可达对象回收掉。

具体来说，GC Root对象主要包括以下几类：

虚拟机栈（栈桢中的本地变量表）中的引用的对象。
方法区中的类静态属性引用的对象。
方法区中的常量引用的对象。
本地方法栈中JNI（Java Native Interface）的引用的对象。

1.1.3 四种引用方式：

强引用：通过GC ROOT直接或间接找到的，称为强引用，那么它也肯定不会被垃圾回收。
软引用：没有被GC ROOT对象直接引用，当发生一次垃圾回收后内存不足就回收掉它。
弱引用：也是没有被GC ROOT对象直接引用，不管内存足不足都会回收

如果引用的对象被回收了，那么该引用就会放入引用队列，可调用poll方法，回收引用队列里面的对象。

虚引用：虚引用对应的是ByteBuffer直接内存，它不会被JVM直接回收掉，所以会有一个虚引用对象指向这快地址，从而当ByteBuffer对象被回收是，这快内存也会被回收。

终结器引用：在垃圾回收时会先被放入队列，在由一个优先级较低的线程回收。

⭐小结：

JVM通过可达性分析法找到引用对象，那些可以到达的对象是否被回收取决于何种引用，强引用一定不会被回收，软引用和弱引用根据JVM内存足不足判断是否回收。

1.2 其他回收算法

标记-清除（Mark-Sweep）算法：
- 标记阶段：从根(GC ROOT)对象（如全局变量、栈中的变量等）开始，通过追踪对象之间的引用关系，标记所有可达的对象。
- 清除阶段：遍历堆内存，清除未被标记的对象。此算法会产生内存碎片，影响内存的使用效率。
复制（Copying）算法：
- 将内存划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。当一块内存用完后，将存活的对象复制到另一块内存中，然后清除当前内存块的所有对象。
- 此算法适用于对象存活率较低的场景，如新生代。但当存活对象较多时，复制效率会大大降低。
标记-整理（Mark-Compact）算法：
- 标记阶段与标记-清除算法相同。
- 在清除阶段，不是直接清除对象，而是将所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
- 此算法解决了内存碎片的问题，提高了内存的利用率。
分代收集（Generational Collection）算法：
- 根据对象的存活周期将内存划分为几块，如新生代和老年代。不同的区域采用不同的收集算法。
- 新生代通常使用复制算法，因为新生代的对象存活率较低。老年代则采用标记-清除或标记-整理算法。
引用计数（Reference Counting）算法：
- 为每个对象维护一个引用计数器，当有新的引用指向对象时，计数器加1；当引用断开时，计数器减1。
- 当计数器为0时，对象被视为垃圾，可以被回收。
- 但此算法无法处理循环引用的问题，因此在Java中并未采用。

二、详解分代回收法：

JVM堆内存分为新生代区域和老年代区域，新生代又分为伊甸园和幸存区。

创建对象先在伊甸园分配空间，空间不足，发生minor gc
minor gc:典型的复制算法，扫描一遍GC ROOT对象，标记可达对象，然后将对象复制到幸存区的一块区域(from或to)，清空伊甸园内存，幸存区对象寿命+1
如果寿命足够大，就会放到老年代区域
如果minor gc时幸存区内存不够，会放入直接放入到老年代，如果老年代也不够了，会执行Full GC。
注意：如果大对象新生代内存不够，老年代够，它会直接放到老年代里面，不会触发GC。