Java中怎么實(shí)現(xiàn)內(nèi)存回收

Java中怎么實(shí)現(xiàn)內(nèi)存回收，很多新手對(duì)此不是很清楚，為了幫助大家解決這個(gè)難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

Java內(nèi)存區(qū)域

方法區(qū)、元空間

各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域，用于儲(chǔ)蓄已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。 方法區(qū)有時(shí)也被稱為永久代。在 JDK1.8 及之后取消了永久代，取而代之的是元空間。在永久代中做調(diào)優(yōu)是十分困難的，且效果不明顯。永久代的空間大小受制于 JVM 本身內(nèi)存限制，而元空間是直接使用機(jī)器的內(nèi)存，只受系統(tǒng)內(nèi)存限制。元空間默認(rèn)最大大小為無限制。 一些參數(shù)：

-XX:PermSize=N //方法區(qū)初始大小
-XX:MaxPermSize=N //方法區(qū)的最大大小

-XX:MetaspaceSize=N //元空間的初始大小
-XX:MaxMetaspaceSize=N //原空間的最大大小

堆

堆是 Java 虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊，是所有線程所共享的，此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對(duì)象實(shí)例。堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域。在 HotSpot 中，大多數(shù)情況下內(nèi)存被分為新生代和老年代，默認(rèn)分配比例為 1:2。在新生代中又被分為一個(gè) Eden 和兩個(gè) Survivor ，分配比例為 8:1:1。新生代中對(duì)象的年齡在經(jīng)歷一次 Minor GC 后年齡會(huì)+1，當(dāng)年齡達(dá)到15（默認(rèn)值）后會(huì)進(jìn)入老年代。 一些參數(shù)：

-XX:InitialHeapSize=N //堆初始大小
-Xms1024m //簡(jiǎn)寫值
-XX:MaxHeapSize=N //堆的最大值
-Xmx1024m //簡(jiǎn)寫值

-XX:MaxTenuringThreshold=15 //新生代進(jìn)入老年代的年齡

棧區(qū)

線程私有，用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息。包含程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧和本地方法棧。

垃圾收集算法

哪些對(duì)象需要回收？

1. 引用計(jì)數(shù)算法 給對(duì)象一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有一個(gè)地方引用它時(shí)，計(jì)數(shù)器就加 1，當(dāng)引用失效時(shí)就減 1。任何計(jì)數(shù)器為 0 的對(duì)象都是不被使用的對(duì)象。 缺點(diǎn)：難以解決循環(huán)引用問題。

2. 可達(dá)性分析算法 通過一系列的“GC Roots”作為起點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開始向下搜索，搜索所達(dá)到的路徑稱為引用鏈。當(dāng)一個(gè)對(duì)象不在任何引用鏈中，則此對(duì)象是不被使用的對(duì)象。

什么時(shí)候回收？ 在 可達(dá)性分析算法 中從 GC Roots 搜索時(shí)，必須保證引用的一致性，以使對(duì)象的引用關(guān)系不再發(fā)生變化。這點(diǎn)就導(dǎo)致了 GC 必須停止所有的執(zhí)行線程（Stop The World）。 在 HotSpot 中使用 OopMap 來記錄調(diào)用信息。在代碼中有 OopMap 記錄的地方稱為 SafePoint。當(dāng) GC 發(fā)生時(shí)，需要讓所有線程先跑到 SafePoint 再執(zhí)行 GC 操作。

如何回收？

1. 標(biāo)記-清除算法 同名字一樣，這個(gè)方式分為“標(biāo)記”和“清除”兩個(gè)階段，首先對(duì)不被使用的對(duì)象添加一個(gè)標(biāo)記，之后對(duì)所有標(biāo)記到的對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一回收。 缺點(diǎn)：

• 標(biāo)記和清除兩個(gè)階段的效率都不高

• 在回收之后會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，導(dǎo)致以后難以儲(chǔ)存較大的對(duì)象

2. 復(fù)制算法 將對(duì)象分為兩塊，當(dāng)一塊對(duì)象用完了，就將還在使用的對(duì)象復(fù)制到另一塊對(duì)象上去。較 標(biāo)記-清除算法 有更高的效率 缺點(diǎn)：每次只能使用一塊內(nèi)存，使內(nèi)存的利用率變低了。

3. 標(biāo)記-整理算法 前半部分和 標(biāo)記-清除算法 一樣，但后續(xù)將所有存活的對(duì)象移向一端，清除了內(nèi)存碎片。

4. 分代收集算法 根據(jù)對(duì)象的不同存活周期，一般把對(duì)象分為新生代和老年代，根據(jù)各個(gè)年代的特點(diǎn)采用不同的收集算法。 對(duì)于新生代，每次都有大量對(duì)象死去，故采用復(fù)制算法。 對(duì)于老年代，對(duì)象存活率高，采用 標(biāo)記-清除 或 標(biāo)記-整理 算法。

垃圾收集器

如果說收集算法是內(nèi)存回收的方法論，那么垃圾收集器就是內(nèi)存回收的具體實(shí)現(xiàn)。

1. Serial 一個(gè)最基本、發(fā)展歷史最悠久的收集器。采用單線程的收集方式，且在收集時(shí)必須暫停其他所有的工作線程，直到收集結(jié)束。在 Client 模式下有較好效果。

2. ParNew ParNew 收集器就是 Serial 的多線程版本，能與 CMS 配合工作。

3. Parallel Scavenge 吞吐量?jī)?yōu)先的收集器。（吞吐量=用戶代碼運(yùn)行時(shí)間/（用戶代碼運(yùn)行時(shí)間+垃圾收集時(shí)間））

4. Serial Old Serial 的老年代版本

5. Parallel Old Parallel Scavenge 的老年代版本，JDK1.7、JDK1.8 中以 Parallel Scavenge + Parallel Old 為默認(rèn)的新生代、老年代回收器。

6. CMS 以最短回收停頓時(shí)間為目的，對(duì) CPU 資源敏感

7. G1 JDK1.9 中的默認(rèn)垃圾收集器，G1 的主要關(guān)注點(diǎn)在于達(dá)到可控的停頓時(shí)間，在這個(gè)基礎(chǔ)上盡可能提高吞吐量。G1 中每個(gè)塊也會(huì)充當(dāng) Eden、Survivor、Old 三種角色，但是它們不是固定的，這使得內(nèi)存使用更加地靈活。

內(nèi)存分配策略

在 HotSpot 中，大多數(shù)情況下內(nèi)存被分為新生代和老年代，默認(rèn)分配比例為 1:2。在新生代中又被分為一個(gè) Eden 和兩個(gè) Survivor ，分配比例為 8:1:1。 一個(gè)新的對(duì)象一般會(huì)在新生代 Eden 區(qū)中分配。當(dāng) Eden 區(qū)沒有足夠空間進(jìn)行分配時(shí)，將發(fā)起一次 Minor GC。 對(duì)于大對(duì)象(大量連續(xù)內(nèi)存空間的Java對(duì)象)，會(huì)直接進(jìn)入老年代。 長(zhǎng)期存活的對(duì)象(默認(rèn)熬過 15 次 Minor GC)，會(huì)進(jìn)入老年代。 如果在 Survivor 中相同年齡的對(duì)象超過了 Survivor 的一般，這些對(duì)象將會(huì)直接進(jìn)入老年代。

JDK命令行

一些用于監(jiān)視虛擬機(jī)狀態(tài)和故障處理的命令

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