深入理解JVM垃圾回收机制

"这篇分享主要探讨了JVM的垃圾回收机制，强调了自动内存管理对避免内存泄漏和指针越界问题的重要性。讨论了垃圾回收的两个关键问题——何时回收和如何回收，重点介绍了Java中使用的可达性分析算法，并对比了引用计数法。文章还提到了Java对象作为GCRoots的条件，以及CMS和G1垃圾收集器如何实现并发可达性分析。此外，文章提到了三色标记法及其可能导致的问题，即错标和浮动垃圾。" 在Java虚拟机（JVM）中，垃圾回收是自动内存管理的重要部分，它负责识别不再使用的对象并释放它们占用的内存。垃圾回收的核心目标是确保程序不会因为内存耗尽而导致问题，同时最小化对应用性能的影响。 1. **何时回收？** 垃圾回收启动的时机通常是基于内存压力或特定的GC策略。当堆内存不足或者系统需要优化内存使用时，JVM就会触发垃圾回收。 2. **如何回收？** - **引用计数法**：每个对象有一个引用计数，当引用数变为0时，对象被视为垃圾。这种方法简单快速，但无法处理循环引用问题。 - **可达性分析算法**：Java采用此算法，通过确定对象是否可从一系列称为GC Roots的对象访问到来判断其是否存活。如果对象不可达，就被视为垃圾。这种算法可以处理循环引用，但会引发StopTheWorld（STW）暂停，即在分析期间所有用户线程都会暂停。 3. **GCRoots** GCRoots是可达性分析的起点，包括虚拟机栈中活动栈帧的本地变量表引用的对象、方法区中的静态字段和常量引用、本地方法栈（JNI方法）引用的对象，以及Java虚拟机内部的一些对象，如Class对象。 4. **CMS和G1的并发可达性分析** CMS（Concurrent Mark Sweep）和G1（Garbage-First）收集器使用并发标记过程，允许垃圾收集和应用程序线程同时运行，以减少STW的时间。这种方法提高了整体系统吞吐量，但可能会增加垃圾收集的延迟。 5. **三色标记法的问题** - **错标（False Positive）**：在并发标记过程中，由于用户线程修改了对象引用关系，可能导致原本应被回收的对象被错误地标记为存活。 - **浮动垃圾（Floating Garbage）**：在并发清理阶段，可能存在一些在标记阶段未被发现的新产生的垃圾对象。 JVM垃圾回收是一个复杂的过程，涉及到多个层次的优化和权衡，旨在在保证程序稳定性的同时提高效率。理解这些机制对于优化Java应用的性能和内存使用至关重要。