JVM——垃圾回收
在Java开发中，JVM不仅负责运行Java字节码，还通过自动内存管理机制帮助开发者避免手动内存管理的复杂性。
1. JVM内存模型
JVM的内存模型主要包括以下几个部分：
- 方法区(JDK8之后叫元空间): 存储类信息，常量池，静态变量
- 堆：所有线程共享的一块内存区域，存放对象实例
- 栈：线程私有
- 程序计数器：线程私有，记录当前线程执行的字节码行号
- 本地方法栈：为Native方法服务
2. Java堆的划分
- 年轻代
- Survivor 区0
- Survivor 区1
- Eden Space伊甸园区
- 老年代
其中：年轻代的GC成为Young GC，老年代的GC叫做Full GC
3. 什么是垃圾
在JVM中，“垃圾”指的是那些不再被使用的对象。具体来说，如果一个对象不能通过程序中的任何引用链从GC Roots到达，那么这个对象就被认为是垃圾。
GC Roots
GC Roots是一组必须活跃的引用，它们作为可达性分析的起点。以下是一些常见的GC Roots的例子：
- 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象：比如正在执行的方法中的局部变量。
- 方法区中类静态属性引用的对象：例如类级别的静态成员变量。
- 方法区中常量引用的对象：如字符串常量池里的引用。
- 本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象。
如何判断对象是否为垃圾
有两种主要的方法用来确定哪些对象被认为是垃圾：
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引用计数法（Reference Counting）：
- 这种方法给每个对象关联一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值减1。任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。
- 但是这种方法很难解决对象之间的循环引用问题，因此在Java中并没有采用这种方法。
-
可达性分析（Reachability Analysis）：
- JVM使用这种方法来判断对象是否存活，它通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起始点，开始向下搜索，搜索走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象没有任何引用链与GC Roots相连时，则证明此对象是不可用的。
- 这是目前主流的垃圾判定算法，在Java中得到了广泛应用。
4. 如何进行垃圾回收
4.1 垃圾回收算法
标记-清理法：如果堆中的对象没有被GCRoots指向，我们就判断这些对象为垃圾，并标记起来，然后再扫描一遍，将标记的对象清理掉。但是缺点是会产生内存碎片。主要用于FullGC
标记-整理算法：清理垃圾的时候，让存活的对象填充内存碎片，但是代价是开销太大。主要用于FullGC
复制算法：将堆的区间分为1区和2区，缺点是2倍内存。主要用于YoungGC
4.2 GC触发条件
4.2.1 YoungGC
YoungGC：当我们new对象实例时，对象会出生在伊甸园区，伊甸园区快满了的时候，会触发youngGC，通过复制算法。注意：S0区和S1区交替工作。
S0:S1:Eden的内存分配大小默认是1:1:8。这是因为大部分对象都是“朝生夕死”的。
（1）判断Eden区和S1区存活对象
（2）将Eden区和S1区存活的对象，复制到S0区，并清空S1区和Eden区
（3）循环1，2的过程
- E+S1的存活对象复制到S0，清空E+S1
- E+S0的存活对象复制到S1，清空E+S0
- 循环....
注意：每次GC，对象的age都会+1，当对象的年纪到达6/15岁，这个对象会被移除到Old区。
4.2.2 FullGC
当Old区间快满了，会引起OldGC，但是OldGC往往伴随着YoungGC，所以也叫FullGC。整个Java程序暂停，进行垃圾回收。采用标记清理/标记整理算法
4.3 垃圾收集器
年轻代垃圾回收器：ParNew（内部采用复制算法实现）
老年代垃圾回收器：CMS（标记清理算法实现）
最新版JDK：G1垃圾收集器。