垃圾回收

如何判斷對(duì)象已死

引用計(jì)數(shù)法

早期Python虛擬機(jī)采用

(資料圖片)

當(dāng)對(duì)象被引用時(shí)，引用計(jì)數(shù)器++，取消引用時(shí)--

無(wú)法解決問(wèn)題：相互循環(huán)引用

可達(dá)性分析算法

通過(guò)一系列成為GC Roots的根對(duì)象作為起始節(jié)點(diǎn)集，從GCRoots開(kāi)始向下搜索，搜索的路徑為”引用鏈“，如果沒(méi)有引用鏈，也就是不可達(dá)，說(shuō)明對(duì)象不可能再被使用

在Java技術(shù)體系中，固定可作為GCRoots的對(duì)象包括：

在JVMStack中引用的對(duì)象在方法區(qū)中類(lèi)靜態(tài)屬性引用的變量在方法區(qū)中常量引用的對(duì)象在本地方法棧中JNI引用的對(duì)象JVM內(nèi)部引用，基本數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象、常駐異常對(duì)象、系統(tǒng)類(lèi)加載器所有被同步鎖所持有的對(duì)象反應(yīng)JVM內(nèi)部情況的JMXBean、JVMTI中注冊(cè)的回調(diào)、本地代碼緩存等根據(jù)所選擇的垃圾收集器、當(dāng)前回收區(qū)域，采用其他對(duì)象臨時(shí)性的加入

MAT

jmap -dump:format=b，live，file=11.bin

復(fù)制

引用

強(qiáng)、軟（SoftReference）、弱（WeakReference）

軟引用：

必須配合引用隊(duì)列：虛（PPhantomRefernce）、終結(jié)（FinalReference）

終結(jié)：使用finallize方法

引用隊(duì)列關(guān)聯(lián)

回收對(duì)象

利用可達(dá)性算法，不可達(dá)進(jìn)行第一次標(biāo)記。

標(biāo)記后進(jìn)行篩選：是否有必要執(zhí)行finalize()方法，如果沒(méi)有重寫(xiě)或者已經(jīng)被調(diào)用過(guò)，那么就視為沒(méi)有必要執(zhí)行

如果有必要執(zhí)行，那么會(huì)放入一個(gè)F-Queued的隊(duì)列（引用隊(duì)列）中，并在稍后由一條由虛擬機(jī)自動(dòng)建立的，低調(diào)度優(yōu)先級(jí)的Finalizer線程去執(zhí)行他們的finalize()方法。

為了防止出現(xiàn)阻塞，F(xiàn)-Queue不會(huì)等待方法執(zhí)行結(jié)束，否則會(huì)讓其他對(duì)象永久處于等待，造成內(nèi)存回收子系統(tǒng) 崩潰。

如果finalize()成功執(zhí)行，重新于引用鏈上任一對(duì)象建立關(guān)系即可：比如把this賦值給某個(gè)類(lèi)變量或者對(duì)象的成員變量，那么在第二次標(biāo)記時(shí)，他將會(huì)被移出”即將回收“的集合。如果此時(shí)對(duì)象仍然沒(méi)有逃脫，那么就要被回收了。

Systen.gc()還是系統(tǒng)自動(dòng)回收，都只會(huì)調(diào)用一次finalize()方法

回收方法區(qū)

主要回收兩個(gè)內(nèi)容：廢棄常量和不再使用類(lèi)型。

判斷一個(gè)常量是否廢棄相對(duì)簡(jiǎn)單：該常量曾經(jīng)進(jìn)入常量池中，但現(xiàn)在又沒(méi)有一個(gè)對(duì)象的值和該常量相同，也就是說(shuō)沒(méi)有對(duì)象引用該常量，且虛擬機(jī)中也沒(méi)有其他地方引用該字面量，則該常量可以被垃圾回收，清理出常量池。

類(lèi)、方法、字段的符號(hào)引用也類(lèi)似。

但是判斷一個(gè)類(lèi)是否廢棄需要滿(mǎn)足下面三個(gè)條件：

該類(lèi)的所有實(shí)例都已被回收（包括派生類(lèi)）加載該類(lèi)的類(lèi)加載器已經(jīng)被回收，這個(gè)條件除非是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的可替換類(lèi)加載器的場(chǎng)景，如OSGi、JSP的重加載等，否則通常很難達(dá)成該類(lèi)對(duì)應(yīng)的java.lang.Class對(duì)象沒(méi)有在任何地方被引用，無(wú)法在任何地方通過(guò)u哦反射訪問(wèn)該類(lèi)的方法。

對(duì)于是否被零星回收，HotSpot提供了 -Xnoclassgc 參數(shù)進(jìn)行控制，還可以使用 -XX:+TraceClassLoading、-XX:TraceClassUnLoading查看類(lèi)加載和寫(xiě)在信息（前兩個(gè)可以在Product版JVM中使用，最后一種需要FastDebug版的JVM支持）。

垃圾回收算法

標(biāo)記清除

優(yōu)點(diǎn)：記錄垃圾碎片的起止地址，快速，不用清零缺點(diǎn)：碎片較多

標(biāo)記整理

優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有內(nèi)存碎片缺點(diǎn)：速度慢

復(fù)制算法

優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)有內(nèi)存碎片需要占用雙倍內(nèi)存空間

分代回收

根據(jù)對(duì)象生命周期的不同特點(diǎn)分為新生代和老年代

新生代：處理不常用的對(duì)象

老年代：處理常用的對(duì)象

在新生代中，每次垃圾收集時(shí)都發(fā)現(xiàn)有大批對(duì)象死去，而每次回收后存活的少量對(duì)象將會(huì)逐步晉升到老年代釋放

新生代垃圾回收

第一次垃圾回收

新創(chuàng)建的對(duì)象選擇伊甸園空間

當(dāng)伊甸園空間滿(mǎn)了以后會(huì)進(jìn)行垃圾護(hù)手，新生代的垃圾回收叫做Minor GC，回收后將存活對(duì)象賦值到幸存區(qū)，并將壽命+1

再將to和form交換指向位置

第二次垃圾回收

在第一次的回收基礎(chǔ)上，對(duì)幸存區(qū)的某一個(gè)進(jìn)行取消引用

此時(shí)to中的1已經(jīng)被取消引用，所以直接刪除

最后from和to交換位置、放入新對(duì)象

當(dāng)年齡達(dá)到一定闕值后放入老年代

老年代垃圾回收

當(dāng)新生代內(nèi)存不夠時(shí)，會(huì)嘗試促發(fā)FullGC進(jìn)行老年代的垃圾回收，準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是整個(gè)堆空間

總結(jié)

對(duì)象首先非陪在伊甸園區(qū)域新生代空間不足時(shí)，出發(fā)MinorGC，伊甸園和from存活的對(duì)象使用copy復(fù)制到to中，存活的對(duì)象年齡+1并且交換fromtoMinor GC 會(huì)引發(fā) stop the world （暫停 其他用戶(hù)正在執(zhí)行的線程 wait，等垃圾回收結(jié)束后，用戶(hù)線程才恢復(fù)運(yùn)行 notifyAll） 當(dāng)對(duì)象壽命超過(guò)闕值時(shí)，會(huì)晉升至老年代，最大壽命是15（4bit，但是不同的垃圾回收器不同）當(dāng)老年代空間不足，會(huì)先嘗試促發(fā)MinorGC，如果空間仍不足，那么觸發(fā)Full GC，STW暫停時(shí)間（老年代回收時(shí)間）更長(zhǎng)

GC相關(guān)參數(shù)

GC分析

-Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc

復(fù)制

代碼：

package org.example;import java.io.IOException;public class Main {    public static int a=5;    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Thread.sleep(10000000000l);        return ;    }}

復(fù)制

E:F:T=8:1:1，其中T默認(rèn)是已使用內(nèi)存

既然剛啟動(dòng)，那為什么EdenSpace會(huì)有占用呢？

類(lèi)加載過(guò)程

思考：當(dāng)new的對(duì)象占用內(nèi)存如果超過(guò)了幸存區(qū)內(nèi)存會(huì)發(fā)生什么？?jī)?nèi)存溢出？動(dòng)態(tài)占比分配？試驗(yàn)代碼:package org.example; import java.io.IOException; import java.lang.reflect.Array; import java.util.ArrayList; public class Main { public static int a=5; public static void main(String[] args) throws InterruptedException， IOException { System.in.read(); ArrayList bytes=new ArrayList<>(); System.out.println("添加對(duì)象中"); bytes.add(new byte1024*1024*5); bytes.forEach(System.out::println); System.in.read(); bytes.add(new byte1024*1024*5); bytes.forEach(System.out::println); System.in.read(); bytes.add(new byte1024*1024*5); bytes.forEach(System.out::println); bytes.add(new byte1024*1024*5); bytes.forEach(System.out::println); return ; } }結(jié)果:D:\Program\jdk\bin\java.exe -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc "-javaagent:D:\Program\IntelliJ IDEA 2022.3.1\lib\idea_rt.jar=61656:D:\Program\IntelliJ IDEA 2022.3.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath H:\JVM\gc\target\classes org.example.Main 0.003sgc -XX:+PrintGCDetails is deprecated. Will use -Xlog:gc* instead. 0.010sgc Using Serial 0.010sgc，init Version: 17.0.1+12-39 (release) 0.010sgc，init CPUs: 8 total， 8 available 0.010sgc，init Memory: 13810M 0.010sgc，init Large Page Support: Disabled 0.010sgc，init NUMA Support: Disabled 0.010sgc，init Compressed Oops: Enabled (32-bit) 0.010sgc，init Heap Min Capacity: 20M 0.010sgc，init Heap Initial Capacity: 20M 0.010sgc，init Heap Max Capacity: 20M 0.010sgc，init Pre-touch: Disabled 0.010sgc，metaspace CDS archive(s) mapped at: [0x0000000800000000-0x0000000800bc0000-0x0000000800bc0000)， size 12320768， SharedBaseAddress: 0x0000000800000000， ArchiveRelocationMode: 0. 0.011sgc，metaspace Compressed class space mapped at: 0x0000000800c00000-0x0000000840c00000， reserved size: 1073741824 0.011sgc，metaspace Narrow klass base: 0x0000000800000000， Narrow klass shift: 0， Narrow klass range: 0x100000000 10.160sgc，start GC(0) Pause Young (Allocation Failure) 10.165sgc，heap GC(0) DefNew: 8192K(9216K)->1023K(9216K) Eden: 8192K(8192K)->0K(8192K) From: 0K(1024K)->1023K(1024K) 10.165sgc，heap GC(0) Tenured: 0K(10240K)->1443K(10240K) 10.165sgc，metaspace GC(0) Metaspace: 2679K(2880K)->2679K(2880K) NonClass: 2400K(2496K)->2400K(2496K) Class: 279K(384K)->279K(384K) 10.165sgc GC(0) Pause Young (Allocation Failure) 8M->2M(19M) 4.780ms 10.165sgc，cpu GC(0) User=0.00s Sys=0.02s Real=0.01s 10.384sgc，start GC(1) Pause Young (Allocation Failure) 10.390sgc，heap GC(1) DefNew: 9215K(9216K)->482K(9216K) Eden: 8192K(8192K)->0K(8192K) From: 1023K(1024K)->482K(1024K) 10.390sgc，heap GC(1) Tenured: 1443K(10240K)->2463K(10240K) 10.390sgc，metaspace GC(1) Metaspace: 4881K(5120K)->4881K(5120K) NonClass: 4357K(4480K)->4357K(4480K) Class: 523K(640K)->523K(640K) 10.390sgc GC(1) Pause Young (Allocation Failure) 10M->2M(19M) 5.666ms 10.390sgc，cpu GC(1) User=0.00s Sys=0.00s Real=0.01s 26.252sgc，start GC(2) Pause Full (System.gc()) 26.252sgc，phases，start GC(2) Phase 1: Mark live objects 26.257sgc，phases GC(2) Phase 1: Mark live objects 5.380ms 26.257sgc，phases，start GC(2) Phase 2: Compute new object addresses 26.259sgc，phases GC(2) Phase 2: Compute new object addresses 2.149ms 26.259sgc，phases，start GC(2) Phase 3: Adjust pointers 26.262sgc，phases GC(2) Phase 3: Adjust pointers 3.118ms 26.263sgc，phases，start GC(2) Phase 4: Move objects 26.263sgc，phases GC(2) Phase 4: Move objects 0.855ms 26.264sgc，heap GC(2) DefNew: 8083K(9216K)->0K(9216K) Eden: 7600K(8192K)->0K(8192K) From: 482K(1024K)->0K(1024K) 26.264sgc，heap GC(2) Tenured: 2463K(10240K)->3900K(10240K) 26.264sgc，metaspace GC(2) Metaspace: 7956K(8256K)->7956K(8256K) NonClass: 7083K(7232K)->7083K(7232K) Class: 872K(1024K)->872K(1024K) 26.264sgc GC(2) Pause Full (System.gc()) 10M->3M(19M) 12.256ms 26.264sgc，cpu GC(2) User=0.02s Sys=0.00s Real=0.01s 添加對(duì)象中 [B@3b07d329 49.675sgc，start GC(3) Pause Young (Allocation Failure) 49.678sgc，heap GC(3) DefNew: 8192K(9216K)->35K(9216K) Eden: 8192K(8192K)->0K(8192K) From: 0K(1024K)->35K(1024K) 49.678sgc，heap GC(3) Tenured: 3900K(10240K)->9020K(10240K) 49.678sgc，metaspace GC(3) Metaspace: 8137K(8384K)->8137K(8384K) NonClass: 7263K(7360K)->7263K(7360K) Class: 874K(1024K)->874K(1024K) 49.678sgc GC(3) Pause Young (Allocation Failure) 11M->8M(19M) 2.957ms 49.678sgc，cpu GC(3) User=0.00s Sys=0.02s Real=0.00s 96.458sgc，start GC(4) Pause Young (Allocation Failure) 96.458sgc GC(4) Pause Young (Allocation Failure) 14M->14M(19M) 0.078ms 96.458sgc，cpu GC(4) User=0.00s Sys=0.00s Real=0.00s 96.458sgc，start GC(5) Pause Full (Allocation Failure) 96.458sgc，phases，start GC(5) Phase 1: Mark live objects 96.467sgc，phases GC(5) Phase 1: Mark live objects 8.235ms 96.467sgc，phases，start GC(5) Phase 2: Compute new object addresses 96.469sgc，phases GC(5) Phase 2: Compute new object addresses 2.466ms 96.469sgc，phases，start GC(5) Phase 3: Adjust pointers 96.473sgc，phases GC(5) Phase 3: Adjust pointers 4.087ms 96.473sgc，phases，start GC(5) Phase 4: Move objects 96.474sgc，phases GC(5) Phase 4: Move objects 0.946ms 96.475sgc，heap GC(5) DefNew: 5571K(9216K)->0K(9216K) Eden: 5535K(8192K)->0K(8192K) From: 35K(1024K)->0K(1024K) 96.475sgc，heap GC(5) Tenured: 9020K(10240K)->8999K(10240K) 96.475sgc，metaspace GC(5) Metaspace: 8213K(8448K)->8092K(8448K) NonClass: 7339K(7424K)->7244K(7424K) Class: 874K(1024K)->848K(1024K) 96.475sgc GC(5) Pause Full (Allocation Failure) 14M->8M(19M) 16.586ms 96.475sgc，cpu GC(5) User=0.02s Sys=0.00s Real=0.02s [B@3b07d329 [B@682a0b20 96.477sgc，start GC(6) Pause Young (Allocation Failure) 96.477sgc GC(6) Pause Young (Allocation Failure) 13M->13M(19M) 0.086ms 96.477sgc，cpu GC(6) User=0.00s Sys=0.00s Real=0.00s 96.477sgc，start GC(7) Pause Full (Allocation Failure) 96.477sgc，phases，start GC(7) Phase 1: Mark live objects 96.485sgc，phases GC(7) Phase 1: Mark live objects 8.022ms 96.485sgc，phases，start GC(7) Phase 2: Compute new object addresses 96.487sgc，phases GC(7) Phase 2: Compute new object addresses 1.451ms 96.487sgc，phases，start GC(7) Phase 3: Adjust pointers 96.491sgc，phases GC(7) Phase 3: Adjust pointers 4.088ms 96.491sgc，phases，start GC(7) Phase 4: Move objects 96.492sgc，phases GC(7) Phase 4: Move objects 0.856ms 96.492sgc，heap GC(7) DefNew: 5217K(9216K)->5121K(9216K) Eden: 5217K(8192K)->5121K(8192K) From: 0K(1024K)->0K(1024K) 96.492sgc，heap GC(7) Tenured: 8999K(10240K)->8962K(10240K) 96.492sgc，metaspace GC(7) Metaspace: 8097K(8448K)->8028K(8448K) NonClass: 7247K(7424K)->7189K(7424K) Class: 849K(1024K)->838K(1024K) 96.492sgc GC(7) Pause Full (Allocation Failure) 13M->13M(19M) 15.333ms 96.492sgc，cpu GC(7) User=0.02s Sys=0.00s Real=0.02s 96.492sgc，start GC(8) Pause Full (Allocation Failure) 96.492sgc，phases，start GC(8) Phase 1: Mark live objects 96.498sgc，phases GC(8) Phase 1: Mark live objects 6.004ms 96.498sgc，phases，start GC(8) Phase 2: Compute new object addresses 96.500sgc，phases GC(8) Phase 2: Compute new object addresses 1.182ms 96.500sgc，phases，start GC(8) Phase 3: Adjust pointers 96.504sgc，phases GC(8) Phase 3: Adjust pointers 4.837ms 96.505sgc，phases，start GC(8) Phase 4: Move objects 96.507sgc，phases GC(8) Phase 4: Move objects 2.185ms 96.507sgc，heap GC(8) DefNew: 5121K(9216K)->5121K(9216K) Eden: 5121K(8192K)->5121K(8192K) From: 0K(1024K)->0K(1024K) 96.507sgc，heap GC(8) Tenured: 8962K(10240K)->8450K(10240K) 96.507sgc，metaspace GC(8) Metaspace: 8028K(8448K)->8028K(8448K) NonClass: 7189K(7424K)->7189K(7424K) Class: 838K(1024K)->838K(1024K) 96.507sgc GC(8) Pause Full (Allocation Failure) 13M->13M(19M) 14.864ms 96.507sgc，cpu GC(8) User=0.02s Sys=0.00s Real=0.02s 96.509sgc，heap，exit Heap 96.509sgc，heap，exit def new generation total 9216K， used 5405K [0x00000000fec00000， 0x00000000ff600000， 0x00000000ff600000) 96.509sgc，heap，exit eden space 8192K， 65% used [0x00000000fec00000， 0x00000000ff1475c8， 0x00000000ff400000) 96.509sgc，heap，exit from space 1024K， 0% used [0x00000000ff500000， 0x00000000ff500000， 0x00000000ff600000) 96.509sgc，heap，exit to space 1024K， 0% used [0x00000000ff400000， 0x00000000ff400000， 0x00000000ff500000) 96.509sgc，heap，exit tenured generation total 10240K， used 8450K [0x00000000ff600000， 0x0000000100000000， 0x0000000100000000) 96.509sgc，heap，exit the space 10240K， 82% used [0x00000000ff600000， 0x00000000ffe40b90， 0x00000000ffe40c00， 0x0000000100000000) 96.509sgc，heap，exit Metaspace used 8034K， committed 8448K， reserved 1056768K 96.509sgc，heap，exit class space used 839K， committed 1024K， reserved 1048576K Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at org.example.Main.main(Main.java:21) 進(jìn)程已結(jié)束，退出代碼1

最開(kāi)始放到新生代,但是當(dāng)繼續(xù)new的時(shí)候,直接放入了老年代.

重復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)如果幸存區(qū)空間充足,對(duì)象會(huì)放入幸存區(qū)并且延壽,否則直接將待延壽對(duì)象晉升到老年代,當(dāng)老年代空間不足時(shí),拋出oom異常.

package org.example; import java.io.IOException; import java.lang.reflect.Array; import java.util.ArrayList; public class Main { public static int a=5; public static void main(String[] args) throws InterruptedException， IOException { System.in.read(); ArrayList bytes=new ArrayList<>(); System.out.println("添加對(duì)象中"); bytes.add(new byte1024*1024*5); bytes.forEach(System.out::println); System.in.read(); bytes.add(new byte1024*1024*8); } }添加對(duì)象中 [B@3b07d329 34.804sgc，start GC(4) Pause Young (Allocation Failure) 34.806sgc，heap GC(4) DefNew: 8192K(9216K)->14K(9216K) Eden: 8192K(8192K)->0K(8192K) From: 0K(1024K)->14K(1024K) 34.806sgc，heap GC(4) Tenured: 3897K(10240K)->9017K(10240K) 34.806sgc，metaspace GC(4) Metaspace: 8072K(8320K)->8072K(8320K) NonClass: 7196K(7296K)->7196K(7296K) Class: 875K(1024K)->875K(1024K) 34.806sgc GC(4) Pause Young (Allocation Failure) 11M->8M(19M) 2.195ms 34.806sgc，cpu GC(4) User=0.00s Sys=0.00s Real=0.00s 59.066sgc，start GC(5) Pause Young (Allocation Failure) 59.066sgc GC(5) Pause Young (Allocation Failure) 11M->11M(19M) 0.075ms 59.066sgc，cpu GC(5) User=0.00s Sys=0.00s Real=0.00s 59.066sgc，start GC(6) Pause Full (Allocation Failure) 59.066sgc，phases，start GC(6) Phase 1: Mark live objects 59.074sgc，phases GC(6) Phase 1: Mark live objects 7.218ms 59.074sgc，phases，start GC(6) Phase 2: Compute new object addresses 59.076sgc，phases GC(6) Phase 2: Compute new object addresses 1.923ms 59.076sgc，phases，start GC(6) Phase 3: Adjust pointers 59.080sgc，phases GC(6) Phase 3: Adjust pointers 3.998ms 59.080sgc，phases，start GC(6) Phase 4: Move objects 59.080sgc，phases GC(6) Phase 4: Move objects 0.713ms 59.082sgc，heap GC(6) DefNew: 3000K(9216K)->0K(9216K) Eden: 2985K(8192K)->0K(8192K) From: 14K(1024K)->0K(1024K) 59.082sgc，heap GC(6) Tenured: 9017K(10240K)->9000K(10240K) 59.082sgc，metaspace GC(6) Metaspace: 8199K(8448K)->8078K(8448K) NonClass: 7323K(7424K)->7229K(7424K) Class: 875K(1024K)->849K(1024K) 59.082sgc GC(6) Pause Full (Allocation Failure) 11M->8M(19M) 15.316ms 59.082sgc，cpu GC(6) User=0.02s Sys=0.00s Real=0.01s 59.082sgc，start GC(7) Pause Full (Allocation Failure) 59.082sgc，phases，start GC(7) Phase 1: Mark live objects 59.090sgc，phases GC(7) Phase 1: Mark live objects 7.740ms 59.090sgc，phases，start GC(7) Phase 2: Compute new object addresses 59.091sgc，phases GC(7) Phase 2: Compute new object addresses 1.085ms 59.091sgc，phases，start GC(7) Phase 3: Adjust pointers 59.094sgc，phases GC(7) Phase 3: Adjust pointers 3.000ms 59.094sgc，phases，start GC(7) Phase 4: Move objects 59.095sgc，phases GC(7) Phase 4: Move objects 1.331ms 59.095sgc，heap GC(7) DefNew: 0K(9216K)->0K(9216K) Eden: 0K(8192K)->0K(8192K) From: 0K(1024K)->0K(1024K) 59.095sgc，heap GC(7) Tenured: 9000K(10240K)->8452K(10240K) 59.095sgc，metaspace GC(7) Metaspace: 8078K(8448K)->8009K(8448K) NonClass: 7229K(7424K)->7171K(7424K) Class: 849K(1024K)->838K(1024K) 59.095sgc GC(7) Pause Full (Allocation Failure) 8M->8M(19M) 13.684ms 59.096sgc，cpu GC(7) User=0.02s Sys=0.00s Real=0.01s 59.097sgc，heap，exit Heap 59.097sgc，heap，exit def new generation total 9216K， used 220K [0x00000000fec00000， 0x00000000ff600000， 0x00000000ff600000) 59.097sgc，heap，exit eden space 8192K， 2% used [0x00000000fec00000， 0x00000000fec37390， 0x00000000ff400000) 59.097sgc，heap，exit from space 1024K， 0% used [0x00000000ff500000， 0x00000000ff500000， 0x00000000ff600000) 59.097sgc，heap，exit to space 1024K， 0% used [0x00000000ff400000， 0x00000000ff400000， 0x00000000ff500000) 59.097sgc，heap，exit tenured generation total 10240K， used 8452K [0x00000000ff600000， 0x0000000100000000， 0x0000000100000000) 59.097sgc，heap，exit the space 10240K， 82% used [0x00000000ff600000， 0x00000000ffe41268， 0x00000000ffe41400， 0x0000000100000000) 59.097sgc，heap，exit Metaspace used 8013K， committed 8448K， reserved 1056768K 59.097sgc，heap，exit class space used 839K， committed 1024K， reserved 1048576K Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at org.example.Main.main(Main.java:17) 進(jìn)程已結(jié)束，退出代碼1

大對(duì)象_oom

剛剛想到問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)了,下面就是這個(gè)類(lèi)似的.?

沒(méi)錯(cuò),這種情況如果老年代空間足夠(前提是新生代不夠用)直接晉升

如果超過(guò)老年代的話,很明顯就是OOM,不過(guò)會(huì)提前做個(gè)自救工作,GC

線程中OOM

當(dāng)某個(gè)線程發(fā)生OOM時(shí),會(huì)影響主線程嗎?

無(wú)論時(shí)哪個(gè)線程,只要是一個(gè)進(jìn)程,那么堆內(nèi)存是共享的但是當(dāng)一個(gè)線程拋出異常后,JVM會(huì)釋放的該線程所占用的內(nèi)存資源

綜上,不會(huì)影響

垃圾回收器

串行 —— Serial

單線程堆內(nèi)存較小，適合個(gè)人電腦

-XX:+uSEsERIALgc=Serial+SerialOld

復(fù)制

Serial：作用于新生代，標(biāo)記復(fù)制

SerialOld：作用于老年代，標(biāo)記整理

吞吐量?jī)?yōu)先

吞吐量：運(yùn)行用戶(hù)代碼時(shí)間/(運(yùn)行用戶(hù)代碼時(shí)間+運(yùn)行垃圾收集時(shí)間)

多線程堆內(nèi)存較大，多核cpu讓單位時(shí)間內(nèi)，stw的時(shí)間最短

#JDK8下默認(rèn)開(kāi)啟-XX:+UseParallelGC ~ -XX:+UseParallelOldGC#需要手動(dòng)開(kāi)啟#自適應(yīng)新生代大小-XX:+UseAdaptiveSizePolicy#根據(jù)目標(biāo)調(diào)整吞吐量目標(biāo)，如果達(dá)不到則調(diào)整堆的大小 1/(1+ratio) => 垃圾回收時(shí)間/總的運(yùn)行時(shí)間，結(jié)果表示每100分鐘執(zhí)行n分鐘-XX:GCTimeRatio=ratio#GC暫停時(shí)間-XX:MaxGCPauseMillis=ms-XX:ParallelGCThreads=n

復(fù)制

默認(rèn)線程數(shù)為cpu核數(shù)

響應(yīng)優(yōu)先 —— CMS 并發(fā)標(biāo)記清除收集器

多線程堆內(nèi)存較大，多核cpu盡可能讓單次stop onworld（stw）的時(shí)間的最短

并行和并發(fā)

這里本來(lái)是OS的內(nèi)容，在這里再提一下

并行

并發(fā)（Concurrent）

并行+并發(fā)

響應(yīng)優(yōu)先

-XX:+UseConcMarkSweepGc-XX:+UserParNewGC#老年代補(bǔ)救-XX:SerialOld#并行線程數(shù)，CPU核數(shù)-XX:ParallelGCThreads=n#并發(fā)線程數(shù)，一般設(shè)置為并行線程數(shù)的1/4-XX:ConGCThreads=threads-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=parent-XX:+CMSScavengeBeforeRemark

復(fù)制

初始標(biāo)記：只標(biāo)記與GCRoots能直接關(guān)聯(lián)到的對(duì)象并發(fā)標(biāo)記：從GCRoots關(guān)聯(lián)對(duì)象開(kāi)始遍歷整個(gè)圖重新標(biāo)記：修復(fù)并發(fā)標(biāo)記期間，用戶(hù)程序運(yùn)作而導(dǎo)致標(biāo)記產(chǎn)生變動(dòng)的那部分對(duì)象的標(biāo)記記錄清除階段：清楚標(biāo)記階段判斷的已死亡對(duì)象

缺點(diǎn)

雖然不會(huì)導(dǎo)致用戶(hù)線程停頓，但是導(dǎo)致應(yīng)用程序變慢，降低總吞吐量CMS默認(rèn)啟動(dòng)的回收線程數(shù)是$$（處理器核心數(shù)量+3）/4$$

，也就是說(shuō)當(dāng)核心數(shù)≥4時(shí)，并發(fā)回收垃圾手機(jī)線程只占用不超過(guò)25%的處理器運(yùn)算資源，并且伴隨著核心數(shù)增多而下降

當(dāng)核心數(shù)＜4時(shí)，對(duì)用戶(hù)線程的影響變大 擴(kuò)展：增量式并發(fā)收集器無(wú)法處理 浮動(dòng)垃圾 ，有可能出現(xiàn)CMF（并發(fā)mode失?。亩鴮?dǎo)致另一次STW的Full GC產(chǎn)生

HotSpot算法細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)

根節(jié)點(diǎn)枚舉

GC Roots主要在全局性的引用和執(zhí)行上下文中，且目前Java應(yīng)用越做越龐大，類(lèi)、常量很多，逐個(gè)檢查耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。

所有收集器根節(jié)點(diǎn)枚舉必須STW可達(dá)性分析算法耗時(shí)最長(zhǎng)的查找引用鏈過(guò)程已經(jīng)可以做到與用戶(hù)線程一起并發(fā)根節(jié)點(diǎn)枚舉必須在保證一致性的快照中才得以進(jìn)行——枚舉期間，根節(jié)點(diǎn)對(duì)象的引用關(guān)系不發(fā)生變化

目前主流的虛擬機(jī)均采用準(zhǔn)確式垃圾收集（虛擬機(jī)可以知道內(nèi)存中某個(gè)位置的數(shù)據(jù)具體是什么類(lèi)型），當(dāng)用戶(hù)線程停頓下來(lái)以后，并不需要一個(gè)不漏地檢查完所有執(zhí)行上下文和全局的應(yīng)用位置，虛擬機(jī)應(yīng)當(dāng)時(shí)又辦法直接得到哪些地方存放著用戶(hù)引用的。

在HotSpot中，使用一組稱(chēng)為OopMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)解決準(zhǔn)確式垃圾回收的問(wèn)題，在類(lèi)加載動(dòng)作完成的時(shí)候，虛擬機(jī)會(huì)把對(duì)象內(nèi)什么偏移量上是什么類(lèi)型的數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)，在即使編譯過(guò)程中，也會(huì)在特定位置記錄棧、寄存器中哪些位置是引用。

安全點(diǎn)

OopMap協(xié)助虛擬機(jī)快速準(zhǔn)確完成GC Roots的枚舉，但是可能導(dǎo)致引用關(guān)系變化，換句話說(shuō)

導(dǎo)致OopMap內(nèi)容發(fā)生變化的指令非常多，如果每個(gè)指令都生成對(duì)應(yīng)的OopMap，那么會(huì)需要大量的額外存儲(chǔ)空間，這樣垃圾收集伴隨的空間成本將無(wú)比高昂

實(shí)際上HotSpot的確沒(méi)有為每條指令生成OopMap，只是在特定的位置記錄了這些信息你，這些位置被稱(chēng)為安全點(diǎn)。

安全點(diǎn)的設(shè)定，決定了用戶(hù)程序執(zhí)行時(shí)并非在代碼指定流的任意位置都能停下來(lái)進(jìn)行垃圾收集，必須到達(dá)安全點(diǎn)才能暫停。

安全點(diǎn)的選定：

不能太少，也不能讓收集器的等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不能太頻繁增大運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存負(fù)荷以”是否具有讓程序長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行的特征“為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選定

- 指令序列復(fù)用

復(fù)制

- 方法調(diào)用    - 循環(huán)跳轉(zhuǎn)    - 異常跳轉(zhuǎn)

復(fù)制

安全區(qū)域

安全點(diǎn)機(jī)制只能保證程序執(zhí)行時(shí)，在不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)就會(huì)遇到可進(jìn)入垃圾手機(jī)的過(guò)程的安全點(diǎn)。

不執(zhí)行的時(shí)候呢？

——沒(méi)有分配處理器時(shí)間 Sleep or Blocked，此時(shí)線程無(wú)法響應(yīng)虛擬機(jī)中斷請(qǐng)求，不能再走到安全的地方終端掛起自己，虛擬機(jī)也顯然不可能持續(xù)等待線程重新杯激活分配處理器時(shí)間。

為了解決這一問(wèn)題，引入了安全區(qū)域（Safe Region）

安全區(qū)域是指能夠確保在某一段代碼片段中，引用關(guān)系不會(huì)發(fā)生變化，因此在這個(gè)區(qū)域中任意地方開(kāi)始垃圾收集都是安全的。（背擴(kuò)展拉伸了的安全點(diǎn)）

當(dāng)用戶(hù)線程執(zhí)行刀安全區(qū)域里的代碼時(shí)，首先會(huì)標(biāo)識(shí)自己已經(jīng)進(jìn)入了安全區(qū)域，虛擬機(jī)在進(jìn)行垃圾收集時(shí)不必去管此類(lèi)線程，當(dāng)線程離開(kāi)安全區(qū)域時(shí)，檢測(cè)虛擬機(jī)是否已經(jīng)完成了根節(jié)點(diǎn)枚舉（或垃圾收集過(guò)程中其他需要暫停用戶(hù)線程的階段），如果完成，線程就當(dāng)作沒(méi)事發(fā)生過(guò)繼續(xù)執(zhí)行，否則一直等待，知道收到可以離開(kāi)安全區(qū)域的信號(hào)為止

記憶集與卡表

分代收集理論提到了為解決 對(duì)象跨代引用所帶來(lái)的問(wèn)題，垃圾收集器在新生代中建立了名為記憶集的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-

記憶集

用于避免把整個(gè)老年代加進(jìn)GCRoots掃描范圍事實(shí)上不只是新生代、老年代之間才可有跨代引用的問(wèn)題，所有設(shè)計(jì)部分區(qū)域收集（Partial GC）行為的垃圾收集器（G1,ZGC,Shenandoah）都會(huì)面臨相同的問(wèn)題記憶集是一種用于記錄從非收集區(qū)域指向收集區(qū)域的指針集合的抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

- 如果不考慮成本，最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn) 可以用非收集區(qū)域中所有含跨代引用的對(duì)象數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Class RemebereSetd{     Object[] setOBJECT_INTERGKENERATIONAL_REFRENCE_SIZE }

復(fù)制

全部記錄，無(wú)論是空間占用還是維護(hù)成本都相當(dāng)高昂。

其實(shí)在垃圾收集的場(chǎng)景中，收集器只需要通過(guò)記憶集判斷出某一塊非收集區(qū)域是否存在指向了收集區(qū)域的指針即可。

在設(shè)計(jì)記憶集的時(shí)候，可以選擇更為粗獷的記錄粒度來(lái)節(jié)省記憶集的存儲(chǔ)和維護(hù)成本。

字長(zhǎng)精度每個(gè)記錄精確刀一個(gè)字長(zhǎng)（處理器尋址位數(shù)，32/64 bit，該精度決定了機(jī)器訪問(wèn)物理內(nèi)存地址的指針長(zhǎng)度），該字包含跨代指針對(duì)象精度每個(gè)記錄精確到一個(gè)對(duì)象，該對(duì)象里有字段包含跨代指針卡精度 每個(gè)記錄一塊內(nèi)存區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有對(duì)象含有跨代指針其中“卡精度”采用卡表的方式實(shí)現(xiàn)記憶集，目前最常用。

卡表對(duì)記憶集的實(shí)現(xiàn)：

定義了記憶集的記錄精度定義了與堆內(nèi)存的映射關(guān)系

卡表與記憶集的關(guān)系，類(lèi)似于HashMap和Map的關(guān)系

HotSpot中卡表的形式

最簡(jiǎn)單的一種形式：字節(jié)數(shù)組，一下代碼時(shí)默認(rèn)的卡表標(biāo)記邏輯

CARD_TABLE [this address >>9] = 0;

復(fù)制

該數(shù)組的每一個(gè)元素都對(duì)應(yīng)（注意是對(duì)應(yīng)，也就是說(shuō)存放的是地址）著其標(biāo)志的內(nèi)容區(qū)域中一塊特定大小的內(nèi)存塊，該內(nèi)存塊成為“卡頁(yè)”。

一般來(lái)說(shuō) 卡頁(yè) 的大小都是 2^n字節(jié)數(shù)，HotSpot使用的卡頁(yè)是2^9，也就是512字節(jié)（地址>>9 == 地址/512）

如果卡表標(biāo)識(shí)內(nèi)存區(qū)域的其實(shí)地址是0x0000的話，數(shù)組CARD_TABLE的第0、1、2號(hào)元素，分別對(duì)應(yīng)了地址范圍為0.00000x01FF、0x02000x03FF、0x04FF~0x05FF的卡頁(yè)內(nèi)存塊.(每塊大小為512)

一個(gè)卡頁(yè)的內(nèi)存中通常包含不止一個(gè)對(duì)象，只要卡頁(yè)內(nèi)有一個(gè)（或更多）對(duì)象的字段存在著跨代指針，那就將對(duì)應(yīng)卡表的數(shù)組元素的值標(biāo)識(shí)為1，成這個(gè)元素變臟（Dirty），沒(méi)有則標(biāo)識(shí)為0。在垃圾收集發(fā)生時(shí)，只要篩選出卡表中變臟的元素，就能輕易得出哪些卡頁(yè)內(nèi)存塊中包含跨代指針，把他們加入GC Roots中一并掃描。

寫(xiě)屏障

寫(xiě)屏障用來(lái)解決卡表元素維護(hù)問(wèn)題。

卡表元素何時(shí)變臟在其他分代區(qū)中對(duì)象引用了本區(qū)域?qū)ο髸r(shí)，其對(duì)應(yīng)卡表元素就應(yīng)該變臟變臟時(shí)間點(diǎn)原則上應(yīng)該發(fā)生在引用類(lèi)型字段賦值的那一刻，而處理這類(lèi)問(wèn)題就要用到寫(xiě)屏障。

寫(xiě)屏障可以看作在虛擬機(jī)層面對(duì)”引用類(lèi)型字段賦值“這個(gè)動(dòng)作的AOP切面，在引用對(duì)象負(fù)值時(shí)產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形通知，供程序進(jìn)行額外動(dòng)作，因此寫(xiě)屏障分為寫(xiě)前屏障與寫(xiě)后屏障（將環(huán)繞通知看作前置通知+后置通知），HotSpot虛擬機(jī)很多哦收集器都有使用到寫(xiě)屏障，但是直到G1收集器出現(xiàn)之前，都只用到了寫(xiě)后屏障。

// 寫(xiě)后屏障更新卡表void oop_field_store(oop* filed,oop new_value){    //引用字段賦值操作    *field = new_value;    //寫(xiě)后屏障，在這里完成卡表狀態(tài)更新    post_write_barrier(field,new_value);}

復(fù)制

應(yīng)用寫(xiě)屏障后，虛擬機(jī)就會(huì)為所有賦值操作生成相對(duì)應(yīng)的指令，一旦收集器在寫(xiě)屏障中增加了更新卡表操作，無(wú)論更新的是不是老年代對(duì)新生代對(duì)象的引用，每次只要是對(duì)引用進(jìn)行更新，都會(huì)產(chǎn)生額外的開(kāi)銷(xiāo)，不過(guò)和Minor GC是掃描整個(gè)老年代相比還是較小。

高并發(fā)環(huán)境下

在高并發(fā)場(chǎng)景下，卡表還面臨”偽共享“問(wèn)題

偽共享（False Sharing）

處理并發(fā)底層細(xì)節(jié)時(shí)一種經(jīng)常需要考慮的問(wèn)題，現(xiàn)代代中央處理器的緩存系統(tǒng)中以緩存行（Cache Line）為單位存儲(chǔ)，當(dāng)線程修改互相獨(dú)立的變量時(shí)，如果這些變量恰好共享同一個(gè)緩存行，就會(huì)彼此影響（寫(xiě)回、無(wú)效化、同步）而導(dǎo)致性能降低，這就是偽共享問(wèn)題

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避免偽共享問(wèn)題：

不采用無(wú)條件的寫(xiě)屏障，先檢查卡表標(biāo)記，只有當(dāng)該卡表元素未被標(biāo)記時(shí)才將其標(biāo)記變臟if( CARD_TABLE this address >>9 !=0 ){ CARD_TABLE this address >>9=0; }在JDK7之后，HotSpot虛擬機(jī)增加了一個(gè)新的參數(shù) -XX:+UseCondCardMark，用來(lái)決定是否開(kāi)啟卡表更新條件的判斷。開(kāi)啟會(huì)增加一次額外判斷的開(kāi)銷(xiāo)，但能夠避免偽共享問(wèn)題，是否打開(kāi)要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)進(jìn)行測(cè)試權(quán)衡。

G1（Garbage First）

使用場(chǎng)景：

同時(shí)注重吞吐量、低延遲，默認(rèn)的暫停目標(biāo)時(shí)200超大堆內(nèi)存，會(huì)將堆劃分為多個(gè)大小相等的Region整體上時(shí)標(biāo)記+整理算法，兩個(gè)對(duì)象之間是復(fù)制算法

相關(guān)JVM參數(shù)

-XX:+UseG1GC-XX:G1HeapRegionSize=size-XX:MaxGCPauseMillis=time

復(fù)制

G1回收階段

G1新生代回收

關(guān)鍵詞： 海外加速 編程算法