JVM系列：判斷對象是否已死和四種垃圾回收算法總結

判斷對象是否已死

判斷對象是否已死就是找出哪些對象是已經死掉的，以后不會再用到的，就像地上有廢紙、飲料瓶和百元大鈔，掃地前要先判斷出地上廢紙和飲料瓶是垃圾，百元大鈔不是垃圾。判斷對象是否已死有引用計數算法和可達性分析算法。

1.引用計數算法

給每一個對象添加一個引用計數器，每當有一個地方引用它時，計數器值加 1；每當有一個地方不再引用它時，計數器值減 1，這樣只要計數器的值不為 0，就說明還有地方引用它，它就不是無用的對象。如下圖，對象 2 有 1 個引用，它的引用計數器值為 1，對象 1有兩個地方引用，它的引用計數器值為 2 。

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這種方法看起來非常簡單，但目前許多主流的虛擬機都沒有選用這種算法來管理內存，原因就是當某些對象之間互相引用時，無法判斷出這些對象是否已死，如下圖，對象 1 和對象 2 都沒有被堆外的變量引用，而是被對方互相引用，這時他們雖然沒有用處了，但是引用計數器的值仍然是 1，無法判斷他們是死對象，垃圾回收器也就無法回收。

2.可達性分析算法

了解可達性分析算法之前先了解一個概念——GC Roots，垃圾收集的起點，可以作為 GC Roots 的有虛擬機棧中本地變量表中引用的對象、方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對象、方法區(qū)中常量引用的對象、本地方法棧中 JNI（Native 方法）引用的對象。

當一個對象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連（GC Roots 到這個對象不可達）時，就說明此對象是不可用的，是死對象。

如下圖：object1、object2、object3、object4 和 GC Roots 之間有可達路徑，這些對象不會被回收，但 object5、object6、object7 到 GC Roots 之間沒有可達路徑，這些對象就被判了死刑。

2.復制算法

把內存分為大小相等的兩塊，每次存儲只用其中一塊，當這一塊用完了，就把存活的對象全部復制到另一塊上，同時把使用過的這塊內存空間全部清理掉，往復循環(huán)，如下圖。

缺點：實際可使用的內存空間縮小為原來的一半，比較適合。

3.標記-整理算法

先對可用的對象進行標記，然后所有被標記的對象向一段移動，最后清除可用對象邊界以外的內存，如下圖。

4.分代收集算法

把堆內存分為新生代和老年代，新生代又分為 Eden 區(qū)、From Survivor 和 To Survivor。一般新生代中的對象基本上都是朝生夕滅的，每次只有少量對象存活，因此采用復制算法，只需要復制那些少量存活的對象就可以完成垃圾收集；老年代中的對象存活率較高，就采用標記-清除和標記-整理算法來進行回收。

在這些區(qū)域的垃圾回收大概有如下幾種情況：

大多數情況下，新的對象都分配在Eden區(qū)，當 Eden 區(qū)沒有空間進行分配時，將進行一次 Minor GC，清理 Eden 區(qū)中的無用對象。清理后，Eden 和 From Survivor 中的存活對象如果小于To Survivor 的可用空間則進入To Survivor，否則直接進入老年代）；Eden 和 From Survivor 中還存活且能夠進入 To Survivor 的對象年齡增加 1 歲（虛擬機為每個對象定義了一個年齡計數器，每執(zhí)行一次 Minor GC 年齡加 1），當存活對象的年齡到達一定程度（默認 15 歲）后進入老年代，可以通過 -XX:MaxTenuringThreshold 來設置年齡的值。

當進行了 Minor GC 后，Eden 還不足以為新對象分配空間（那這個新對象肯定很大），新對象直接進入老年代。

占 To Survivor 空間一半以上且年齡相等的對象，大于等于該年齡的對象直接進入老年代，比如 Survivor 空間是 10M，有幾個年齡為 4 的對象占用總空間已經超過 5M，則年齡大于等于 4 的對象都直接進入老年代，不需要等到 MaxTenuringThreshold 指定的歲數。

在進行 Minor GC 之前，會判斷老年代最大連續(xù)可用空間是否大于新生代所有對象總空間，如果大于，說明 Minor GC 是安全的，否則會判斷是否允許擔保失敗，如果允許，判斷老年代最大連續(xù)可用空間是否大于歷次晉升到老年代的對象的平均大小，如果大于，則執(zhí)行 Minor GC，否則執(zhí)行 Full GC。

當在 java 代碼里直接調用 System.gc() 時，會建議 JVM 進行 Full GC，但一般情況下都會觸發(fā) Full GC，一般不建議使用，盡量讓虛擬機自己管理 GC 的策略。

永久代（方法區(qū)）中用于存放類信息，jdk1.6 及之前的版本永久代中還存儲常量、靜態(tài)變量等，當永久代的空間不足時，也會觸發(fā) Full GC，如果經過 Full GC 還無法滿足永久代存放新數據的需求，就會拋出永久代的內存溢出異常。

大對象（需要大量連續(xù)內存的對象）例如很長的數組，會直接進入老年代，如果老年代沒有足夠的連續(xù)大空間來存放，則會進行 Full GC。

最后

后續(xù)會持續(xù)更新性能優(yōu)化專題知識，寫的不好的地方也希望大牛能指點一下，大家覺得不錯可以點個贊在關注下我，剛剛入駐，以后還會分享更多文章！