小白学java--垃圾回收机制(Garbage Collection)

2023-10-20 19:53

本文主要是介绍小白学java--垃圾回收机制(Garbage Collection),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

压测过程中,作为测试会时不时听到研发说命中gc了,如果一头雾水,来看看什么是gc。

1、什么是垃圾回收机制

垃圾回收的执行过程会导致一些额外的开销,例如扫描和标记对象、回收内存空间等操作。这些开销可能会导致一定的性能损失和延迟。因此,在压测的过程中,在发生gc的时间段,cpu和tp99值都比较高。

2、java内存的分布

在了解gc前,先了解下java的内存结构,因为我们需要知道gc是发生的区域在哪





磨刀不误砍柴工,为更好地理解和加深这块的知识,可以以一个示例进行解释

1、示例一





首先分析下示例1的运行机制,按照从上到到下顺序执行代码,首先程序读取main函数,获取到变量a,为其分配一个空间,并且赋值10,读取fun()函数,里面传了形参a,会为其分配一块空间且赋值10,然后为b分配一块空间并赋值1,最后为a分配一块空间且赋值11,







问:为啥a赋值了11,打印的却是10
答:当程序运行到fun()函数的最后“}”时,栈空间会按照“先进后出”的原则进行清理,上图中形参a及其以下的都会被回收,当程序执行到main函数里面的变量a时,就会读取刚进去的那个变量

上面是针对整形变量能直接在栈中进行空间清理,那对象呢?这就要到堆这块了,所谓的gc发生的地方也就是在堆里面执行的

2、示例二

针对对象在哪、怎么运行的机制流程





首先分析下示例2的运行机制,这里我们直接从对象p开始,栈空间存的对象p是地址,由p去找到对应的内容,由于name是string对象,在堆空间会继续开辟一块区域,存储地址和内容

当程序运算到下面语句时,new关键字会在堆上面开辟空间存储对象,这里包括两部分,地址和对象内容
Person p = new Person();









由于堆里面开辟的空间不能随着程序运行结束自动清理,例如,在多线程的情况下,无法清楚其它线程是否引用了当前对象,因此,引出了gc机制



3、GC的工作原理及方法

上面说了对空间是为了存储程序中new出来的对象,如果堆区不及时清理,会导致内存爆炸,从而影响程序正常进行。

1.标记-清除(Mark and Sweep):这是最基本的垃圾回收算法。它通过标记所有存活对象,然后清除所有未标记的对象来回收内存。





缺点:假如上图的每一个对象占用的空间是1k,被标记清理后,会有2k的内存空间腾出来,但是这2k并不是连续的,这时new一个2k的对象,是

1.复制(Copying):这是一种适用于新生代的垃圾回收算法。它将内存分为两个区域,一半是活动对象,另一半是空闲的。在回收过程中,将存活的对象复制到空闲区域,然后清除活动区域中的所有对象。





缺点,需要更多内存

1.标记-整理(Mark and Compact):这是一种适用于老年代的垃圾回收算法。它在标记阶段标记存活对象,然后将存活对象压缩到内存的一端,清除压缩区域之外的所有对象。





缺点:当第三个被清理了,后面所有的对象会向上顶,补充白色区域,有点减少内存碎片,缺点是代价高

1.分代收集(Generational Collection):这是一种将内存划分为不同代的垃圾回收策略。通常将新创建的对象放在新生代,而经过多次回收仍然存活的对象会被晋升到老年代。不同代使用不同的垃圾回收算法和策略。





运行机制:


1.对象分配:当应用程序创建对象时,新对象通常被分配到新生代的Eden空间(伊甸园)。
2.Minor GC(新生代垃圾回收):当Eden空间满时,会触发Minor GC。Minor GC的目标是回收Eden空间中不再使用的对象。在Minor GC过程中,存活的对象会被复制到一个Survivor空间,而不再使用的对象会被清除。E:S1:S0=8:1:1,因为新生的对象容易猝死,另外E和S0,E和S1是捆绑操作的
3.存活对象晋升:在经过多次Minor GC后,仍然存活的对象会被晋升到老年代。这是因为在新生代中存活时间较长的对象可能是长期存活的对象。除了年代久远的对象会到老年代,大对象会直接打入
4.Major GC(老年代垃圾回收):当老年代空间满时,会触发Major GC,也称为Full GC。Major GC的目标是回收老年代中不再使用的对象。在Major GC过程中,会使用更耗时的标记-压缩或标记-清除算法来回收老年代的内存。
5.强制整理(Compaction):在回收过程中,标记-压缩算法会将存活的对象压缩到内存的一端,以便在之后的对象分配过程中有更大的连续空间可用。
6.内存分配:在垃圾回收完成后,可以将新对象分配到空闲的内存空间中。

【注】

学习链接 【java】jvm内存模型全面解析_哔哩哔哩_bilibili

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http://www.chinasem.cn/article/249375

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