在Java语言中,可作为GC Roots的对象包含以下几种:
虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象。(可以理解为:引用栈帧中的本地变量表的所有对象)
方法区中静态属性引用的对象(可以理解为:引用方法区该静态属性的所有对象)
方法区中常量引用的对象(可以理解为:引用方法区中常量的所有对象)
本地方法栈中(Native方法)引用的对象(可以理解为:引用Native方法的所有对象)
可以理解为:
(1)首先第一种是虚拟机栈中的引用的对象,我们在程序中正常创建一个对象,对象会在堆上开辟一块空间,同时会将这块空间的地址作为引用保存到虚拟机栈中,如果对象生命周期结束了,那么引用就会从虚拟机栈中出栈,因此如果在虚拟机栈中有引用,就说明这个对象还是有用的,这种情况是最常见的。
(2)第二种是我们在类中定义了全局的静态的对象,也就是使用了static关键字,由于虚拟机栈是线程私有的,所以这种对象的引用会保存在共有的方法区中,显然将方法区中的静态引用作为GC Roots是必须的。
(3)第三种便是常量引用,就是使用了static final关键字,由于这种引用初始化之后不会修改,所以方法区常量池里的引用的对象也应该作为GC Roots。最后一种是在使用JNI技术时,有时候单纯的Java代码并不能满足我们的需求,我们可能需要在Java中调用C或C++的代码,因此会使用native方法,jvm内存中专门有一块本地方法栈,用来保存这些对象的引用,所以本地方法栈中引用的对象也会被作为GC Roots。
先通过gc-root可达性分析给对象标记,然后执行finalize() 再给对象一次机会。
1、CMS
CMS(Concurrent Mark Sweep),我们可以轻易地从命名上看出,它是一个并发的,然后是基于标记——清理的垃圾回收器,它清理垃圾的步骤大致分为四步:
初始标记(标记GCRoot能够关联到的对象)
并发标记(
重新标记
并发清理(会产生浮动垃圾)
初始标记只要是找到GC Roots,所以是一个很快的过程,并发标记和用户线程一起,通过GC Roots找到存活的对象,重新标记主要是修复在并发标记阶段的发生了改变的对象,这个阶段会Stop the World;
并发清理则是保留上一步骤标记出的存活对象,清理掉其他对象,正因为采用并发清理,所以在清理的过程中用户线程又会产生垃圾,而导致浮动垃圾,只能通过下次垃圾回收进行处理;
因为cms采用的是标记清理,所以会导致内存空间不连续,从而产生内存碎片
此处要清楚,CMS的垃圾回收的内存模型还是以我们常用的新生代,老年代的结构,如下图所示:
2.G1
G1(Garbage-First),以分而治之的思想将堆内存分为若干个等大的Region块,虽然还是保留了新生代,老年代的概念,但是G1主要是以Region为单位进行垃圾回收,G1的分块大体结果如下图所示:
G1垃圾回收器的它清理垃圾的步骤大致分为四步:
初始标记
并发标记
最终标记
复制回收
初始标记和并发标记和CMS的过程是差不多的,最后的筛选回收会首先对各个Region的回收价值和成本进行排序,根据用户所期望的GC停顿时间来制定回收计划
因为采用的标记——整理的算法,所以不会产生内存碎片,最终的回收是STW的,所以也不会有浮动垃圾,Region的区域大小是固定的,所以回收Region的时间也是可控的
同时G1 使用了Remembered Set来避免全堆扫描,G1中每个Region都有一个与之对应的RememberedSet ,在各个 Region 上记录自家的对象被外面对象引用的情况。当进行内存回收时,在GC根节点的枚举范围中加入RememberedSet 即可保证不对全堆扫描也不会有遗漏。