GC算法-分代搜索

算法详解

与其说分代搜集算法是第四个算法,不如说它是对前三个算法的实际应用。

对象分类

根据对象的不同特性,内存中的对象按照生命周期的长短大致可以分为三种:

1、夭折对象:朝生夕灭的对象,通俗点讲就是活不了多久就得死的对象。例子:某一个方法的局域变量、循环内的临时变量等等。

2、老不死对象:这类对象一般活的比较久,岁数很大还不死,但归根结底,老不死对象也几乎早晚要死的,但也只是几乎而已。例子:缓存对象、数据库连接对象、单例对象(单例模式)等等。

3、不灭对象:此类对象一般一旦出生就几乎不死了,它们几乎会一直永生不灭,记得,只是几乎不灭而已。例子:String池中的对象(享元模式)、加载过的类信息等等。

内存划分

上面三种对象对应到内存区域当中,就是夭折对象和老不死对象都在JAVA堆,而不灭对象在方法区。

对象回收

JAVA堆的对象回收(夭折对象和老不死对象)

夭折对象

夭折对象:这类对象朝生夕灭,存活时间短,还记得复制算法的使用要求吗?那就是对象存活率不能太高,因此夭折对象是最适合使用复制算法的。

小疑问:50%内存的浪费怎么办?

答疑:因为夭折对象一般存活率较低,因此可以不使用50%的内存作为空闲,一般的,使用两块10%的内存作为空闲和活动区间,而另外80%的内存,则是用来给新建对象分配内存的。一旦发生GC,将10%的活动区间与另外80%中存活的对象转移到10%的空闲区间,接下来,将之前90%的内存全部释放,以此类推。

GC流程图示如下:

注意两点:

1、使用这样的方式,我们只浪费了10%的内存,这个是可以接受的,因为我们换来了内存的整齐排列与GC速度。

2、这个策略的前提是,每次存活的对象占用的内存不能超过这10%的大小,一旦超过,多出的对象将无法复制。

为了解决上面的意外情况,也就是存活对象占用的内存太大时的情况,高手们将JAVA堆分成两部分来处理,上述三个区域则是第一部分,称为新生代或者年轻代。而余下的一部分,专门存放老不死对象的则称为年老代

老不死对象

老不死对象:这一类对象存活率非常高,因为它们大多是从新生代转过来的。就像人一样,活的年月久了,就变成老不死了。

通常情况下,以下两种情况发生的时候,对象会从新生代区域转到年老带区域。

1、在新生代里的每一个对象,都会有一个年龄,当这些对象的年龄到达一定程度时(年龄就是熬过的GC次数,每次GC如果对象存活下来,则年龄加1),则会被转到年老代,而这个转入年老代的年龄值,一般在JVM中是可以设置的。

2、在新生代存活对象占用的内存超过10%时,则多余的对象会放入年老代。这种时候,年老代就是新生代的“备用仓库”

针对老不死对象的特性,显然不再适合使用复制算法,因为它的存活率太高,而且不要忘了,如果年老代再使用复制算法,它可是没有备用仓库的。因此一般针对老不死对象只能采用标记/整理或者标记/清除算法

方法区的对象回收(不灭对象)

以上两种情况已经解决了GC的大部分问题,因为JAVA堆是GC的主要关注对象,而以上也已经包含了分代搜集算法的全部内容,接下来对于不灭对象的回收,已经不属于分代搜集算法的内容。

不灭对象存在于方法区,在我们常用的hotspot虚拟机(JDK默认的JVM)中,方法区也被亲切的称为永久代。

其实在很久很久以前,是不存在永久代的。当时永久代与年老代都存放在一起,里面包含了JAVA类的实例信息以及类信息。但是后来发现,对于类信息的卸载几乎很少发生,因此便将二者分离开来。幸运的是,这样做确实提高了不少性能。于是永久代便被拆分出来了。

这一部分区域的GC与年老代采用相似的方法,由于都没有“备用仓库”,二者都是只能使用标记/清除和标记/整理算法。

回收的时机

JVM在进行GC时,并非每次都对上面三个内存区域一起回收的,大部分时候回收的都是指新生代。

因此GC按照回收的区域又分了两种类型,一种是普通GC(minor GC),一种是全局GC(major GC or Full GC)

它们所针对的区域如下

普通GC(minor GC):只针对新生代区域的GC

全局GC(major GC or Full GC):针对年老代的GC,偶尔伴随对新生代的GC以及对永久代的GC。

由于年老代与永久代相对来说GC效果不好,而且二者的内存使用增长速度也慢,因此一般情况下,需要经过好几次普通GC,才会触发一次全局GC。

 

 

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