你真的了解GC吗？-白红宇的个人博客

你真的了解GC吗？

发布日期：2021-05-14 09:35:54 浏览次数：24 分类：精选文章

本文共 1196 字，大约阅读时间需要 3 分钟。

GC是什么？

垃圾回收（GC）在计算机科学中是一种自动化的内存管理机制。当某个程序占用的一部分内存空间不再被程序访问时，垃圾回收器会将这些内存空间归还给操作系统。这种机制能够减轻程序员的负担，并预防因内存泄漏导致的错误。

GC的运行机制

垃圾回收需要知道哪些对象可以回收才能进行内存管理。判断对象内存是否能回收主要有以下两种方式：

引用计数法

这种方法通过维护一个计数器来判断对象的引用次数。当计数器值为0时，该对象的内存可以回收。虽然引用计数法简单，但它无法处理循环依赖的情况（如上文所示的A、B、C对象引用循环）。

可达性分析算法

JVM中使用可达性分析算法。

首先确认GC Root对象（如所存活的线程、方法区的静态对象、虚拟机栈中的局部变量表中的对象等）。然后通过分析这些根对象所引用的对象 chains，逐层分析这些对象是否被根对象所引用，最终确定哪些对象是可回收的。

虽然这个算法理论上是正确的，但在实际应用中，可能会因为被根对象间接引用而导致一些对象无法被回收，导致内存泄漏。因此，正确地理解哪些对象可以当作GC Root是非常重要的。

GC回收内存

内存回收的具体方式主要有以下几种算法：

标记清除算法

标记清除是最简单粗暴的算法，只需标记会被回收的内存区域，然后直接清除即可。优点是速度快，但缺点是内存碎片化严重，影响后续内存分配。

复制算法

将内存空间分为两部分，只用其中一半进行存放。每次垃圾回收时，将活跃对象拷贝到另一半内存空间，原有的内存空间直接清除。虽然效率较高，但会浪费大量内存空间（将可用空间减半）。

标记压缩算法

在标记完对象后，将存活的对象压缩到内存的一端，剩下的内存空间直接清除。这种方式可以显著减少内存碎片，但是需要频繁移动对象内存，性能消耗较大。

分代算法

分代算法将内存分为新生代和老年代。新生代内存分为三个区段：Eden、Survivor0和Survivor1。在第一次Monitor GC（内存回收）时，Eden区存活的对象会被复制到Survivor0，并清理Eden区。第二次和第三次 Monitor GC 时，Eden和Survivor0的对象会被复制到Survivor1或Survivor0中。

超过一定次数的Monitor GC后（通常为15次），如果新生代内存还无法满足需求，则会将存活的对象复制到老年代中。老年代使用标记压缩算法回收内存。老年代内存到达阈值时则触发Full GC。

此外，老年代中存在引用到新生代对象的情况也会导致内存回收困难，因此分代算法使用了card table记录老年代中的引用情况，以确保有针对性地进行内存清理。

特殊情况

老年代中的对象有时候可能直接或间接引用新生代的对象。为了避免这种情况造成的内存泄漏，需要避免在这些情况下创建无法被回收的对象引用。

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