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這篇文章將為大家詳細講解有關java中堆和垃圾回收機制的介紹，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

堆通常是一個可以被看做一棵樹的數(shù)組對象。堆中某個節(jié)點的值總是不大于或不小于其父節(jié)點的值；堆總是一棵完全二叉樹。將根節(jié)點大的堆叫做大堆或大根堆，根節(jié)點最小的堆叫做最小堆或小根堆。常見的堆有二叉堆、斐波那契堆等。堆是非線性數(shù)據(jù)結構，相當于一維數(shù)組，有兩個直接后繼。

堆又叫做 “GC堆，"由于現(xiàn)在收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆還可以細分為：新生代和老年代，比例是1：2；再細致一點新生代內部又劃分為Eden區(qū)、Survivor區(qū)，比例為8：1。

下圖顯示了堆的結構:

對象在堆中內存的分配是有嚴格規(guī)定的，策略為：

• 對象優(yōu)先在新生代Eden區(qū)分配內存；

• 大對象直接進老年代，主要是長字符串和數(shù)組這些需要大量連續(xù)內存空間的對象；

• 長期存活的對象進入老年代。Eden區(qū)內存不夠時，JVM發(fā)起一次MinorGC，對象的年齡加一，默認對象年齡到15時進入老年代；

• 動態(tài)年齡判定。相同年齡所有對象大小的總和大于 Survivor 空間的一半，大于等于該年齡的對象進入老年代

新生代 GC指Minor GC，在新生代的進行垃圾回收，頻繁且快。 老年代 GC（Major GC/Full GC）在老年代進行垃圾回收，通常伴隨著至少一次的minor gc。速度慢。Full GC在如下幾種情況下都會被觸發(fā)：

1. 老年代空間不足；

2. 方法區(qū)空間不足；

3. 調用System.gc(),建議JVM進行full gc；

4. 長期存活的對象轉入老年代，空間不足；

5. 沒有足夠的連續(xù)空間分配給大對象；

6. 新生代垃圾回收存活的對象太多，S1放不下，老年代擔?？臻g不足，擔?？臻g指的是老年代大可用的連續(xù)空間是否大于新生代所有對象總空間。

堆里面幾乎放了所有的對象，那我們怎么知道這些對象是否還有用呢？JVM提供了兩種方法來判定：

• 引用計數(shù)法：給對象添加一個引用計數(shù)器，每次被引用，計數(shù)器值加一，引用失效，計數(shù)器值減一，當引用數(shù)為0時，表示對象不存活。引用計數(shù)法無法解決循環(huán)引用問題，周志朋老師書里面有詳細的例子，也是比較容易理解的。

• 可達性分析法：以 ”GC Roots“對象為起始點，就像是樹的根節(jié)點，向下搜索，搜索走過的路徑稱為引用鏈，如果一個對象到 GC Roots起始點沒有引用鏈，則此對象不可達，是需要被回收的。GC Roots是指虛擬機棧引用的對象，本地方法棧引用的對象，方法區(qū)靜態(tài)屬性引用的對象，方法區(qū)常量引用的對象。

上面提到了引用，對象的存活都和引用有關，引用類型又分為強引用，軟引用，弱引用，虛引用。

• 強引用，new出來的對象，垃圾回收器絕不會回收它；

• 軟引用，在系統(tǒng)將要發(fā)生OMM前會回收這些對象的內存；

• 弱引用，垃圾收集器工作時只要發(fā)現(xiàn)，馬上回收；

• 虛引用，形同虛設，任何時候都可能被回收。

實際上可達性分析法判定的不可達對象不會馬上回收，對象真正被回收需要經(jīng)過兩次標記。第一次標記就是被判定為不可達對象，然后進行一次篩選，篩選條件是此對象是否有必要執(zhí)行finalize()方法。如果沒有重寫finalize()方法或者finalize()方法已經(jīng)被虛擬機調用過，finalize()方法只會被系統(tǒng)調用一次。這兩種情況都是”沒有必要執(zhí)行的“。如果有必要，這個對象會被放在F-Quene隊列中，由虛擬機自動建立的低優(yōu)先級的Finalizer線程去執(zhí)行finalize()方法。這期間GC會對F-Quene中的對象進行第二次小規(guī)模標記，如果對象依然沒有被引用，那就會被回收，沒有被篩選的對象不一定被回收。

我們已經(jīng)知道對象什么時候被回收了，那如何回收呢？介紹四種最常用的垃圾回收算法：

• 標記-清除：先標記需清除的對象，統(tǒng)一回收----效率不高，會產(chǎn)生大量不連續(xù)的碎片；

• 復制算法：將內存分塊，每次只使用一塊，使用完后，將存活的對象復制到另一塊上；

• 標記整理：先標記存活對象，然后讓所有存活對象向一端移動，直接清理端邊界以外的內存；

• 分代算法，堆分隊新生代和老年代，新生代每次收集都會有大量的對象死去，選擇復制算法。老年代存活率比較高，且沒有額外空間進行分配擔保，選擇標記清除或者標記整理算法。

垃圾收集算法是一種內存回收的思想，具體的實現(xiàn)是垃圾收集器。簡要介紹下常用的垃圾收集器：

• serial串行收集器。單線程，垃圾回收的時候，必須暫停其他工作。新生復制，老年標記整理。簡單高效；

• ParNew 收集器。serial的多線程版本；

• Parallel Scavenge 收集器,復制算法的多線程收集器。注重吞吐量，cpu運行代碼時間/cpu耗時總時間。新生復制，老年標記整理；

• Serial Old 收集器，老年代版本；

• Parallel Old 收集器，Parallel Scavenge老年代版本；

• CMS 收集器，注重最短時間停頓。并發(fā)收集器，垃圾收集線程與用戶線程（基本上）同時工作。 標記清除算法

關于java中堆和垃圾回收機制的介紹就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，可以學到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。

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