JVM内存结构之垃圾回收算法

一、再谈JMM

JMM(Java内存模型Java Memory Model,简称JMM)本身是一种抽象的概念 并不真实存在,它描述的是一组规则或规范通过规范定制了程序中各个变量(包括实例字段,静态字段和构成数组对象的元素)的访问方式.
JMM关于同步规定:
1.线程解锁前,必须把共享变量的值刷新回主内存
2.线程加锁前,必须读取主内存的最新值到自己的工作内存
3.加锁解锁是同一把锁

 
由于JVM运行程序的实体是线程,而每个线程创建时JVM都会为其创建一个工作内存(有些地方成为栈空间),工作内存是每个线程的私有数据区域,而Java内存模型中规定所有变量都存储在主内存,主内存是共享内存区域,所有线程都可访问,但线程对变量的操作(读取赋值等)必须在工作内存中进行,首先要将变量从主内存拷贝到自己的工作空间,然后对变量进行操作,操作完成再将变量写回主内存,不能直接操作主内存中的变量,各个线程中的工作内存储存着主内存中的变量副本拷贝,因此不同的线程无法访问对方的工作内存,此案成间的通讯(传值) 必须通过主内存来完成,其简要访问过程如下图:

JVM内存结构：

Java8以后的JVM：

GC的作用域：

二、常见的垃圾回收算法

（1）引用计数算法（Reference-Counting）

       引用计数算法缺点：

              每次对对象赋值时均要维护引用计数器，且计数器本身也有一定的消耗；

              较难处理循环引用。

       JVM的实现一般不采用这种方式

（2）复制算法（Copying）
       Java堆从GC角度还可以细分为：新生代（Eden区、Survivor From区和Survivor To区）和老年代

1）Eden、Survivor From 复制到 Survivor To，年龄+1

首先，当Eden区满的时候，会触发第一次GC，把还活着的对象拷贝到Survivor From区，当Eden区再次触发GC的时候，会扫描Eden区和Survivor From区，对这两个区进行垃圾回收，经过这次回收后还存活的对象，则直接复制到Survivor To区（如果有对象年龄达到了老年的标准，直接复制到老年区），同时把这些对象的年龄+1。

2）清空Eden区和Survivor From区

然后，清空Eden区和Survivor From区中的对象，也即复制之后有交换，谁空谁为To。

3）Survivor From区和Survivor To区互换

最后，Survivor From区和Survivor To区互换，原Survivor To区成为下一次GC时的Survivor From区，部分对象会在From和To区复制来复制去，如此交换15次（由JVM参数MaxTenuringThreshold决定，这个参数默认是15），最终如果还存活，就存入老年代。

（3）标记清除算法（Mark-Sweep）
       算法分成标记和清除两个阶段，先标记出要回收的对象，然后统一进行回收。

缺点：产生内存碎片

（4）标记整理算法（Mark-Compack）

缺点：耗时

优点：没有内存碎片的产生；节省内存空间；