Java JVM 相关基础知识

public class Test {
    Object object;
    public void test(){
        object = new Object();
        //...其他代码
    }
}

　2）静态集合类像HashMap、Vector等的使用最容易出现内存泄露，这些静态变量的生命周期和应用程序一致，所有的对象Object也不能被释放，因为他们也将一直被Vector等应用着

   3）当集合里面的对象属性被修改后，再调用remove()方法时不起作用；

   4）各种连接，数据库连接，网络连接，IO连接等没有显示调用close关闭，（Connection 在任何时候都无法自动回收，而Connection一旦回收，Resultset 和Statement 对象就会立即为NULL）；

   注意：尽量减少使用静态变量，类的静态变量的生命周期和类同步的；

　　　　明确内存对象的有效作用域；

　　　　各种连接（数据库连接，网络连接，IO连接）操作，务必显示调用close关闭；

　　　　对于不需要使用的对象手动设置null值，不管GC何时会开始清理，我们都应及时的将无用的对象标记为可被清理的对象

7.JVM 垃圾回收算法

   Java堆中的对象是分为新生代和老年代

 1）标记-清除算法  Mark-Sweep：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成之后统一回收所有标记的对象，但标记和清除过程的效率都不高，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片

  2）标记-整理算法 Mark-Compact：先标记所有可回收对象，让存活的对象向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存

  3）复制 Copying：jvm扫描所有对象，通过根搜索算法标记被引用的对象，之后会申请新的内存空间，将标记的对象复制到新的内存空间里，存活的对象复制完，会清空原来的内存空间，将新的内存最为jvm的对象存储空间，但代价是将内存缩小为原来的一半 

 4）分代回收

      jvm常用回收算法就是分代回收，年轻代以复制算法为主，老年代以标记整理算法为主

      年轻代对象比较多，每次垃圾回收都有很多的垃圾对象回收，而且要尽可能快的减少生命周期短的对象，存活的对象较少，因此只要将有标记的对象复制到另一个内存区域，其余全部清除，并且复制的数量较少，效率较高；

     老年代是年轻代筛选出来的对象，需要删除的对象比较少，显然采用标记整理效率较高

8.JVM 垃圾回收器

新生代收集器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge

老年代收集器：CMS、Serial Old、Parallel Old

整堆收集器： G1

并行收集：指多条垃圾收集线程并行工作，但此时用户线程仍处于等待状态。

并发收集：指用户线程与垃圾收集线程同时工作（不一定是并行的可能会交替执行）。用户程序在继续运行，而垃圾收集程序运行在另一个CPU上。

吞吐量：即CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值（吞吐量 = 运行用户代码时间 / ( 运行用户代码时间 + 垃圾收集时间 )）。例如：虚拟机共运行100分钟，垃圾收集器花掉1分钟，那么吞吐量就是99%

 1）Serial 收集器

     串行；

     用于新生代的单线程收集器，采用复制算法进行垃圾收集；

　 Serial 进行垃圾收集时，不仅只用一条线程执行垃圾收集工作，它在收集的同时，所有的用户线程必须暂停（Stop The World）

   

 2）ParNew 收集器

    是一个 Serial 的多线程版本，其它与Serial并无区别；

　默认开启的收集线程数与CPU的数量相同，在CPU非常多的环境中，可以使用-XX:ParallelGCThreads参数来限制垃圾收集的线程数；

    存在Stop The World;

  许多运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器,除了Serial收集器外，目前只有它能与CMS收集器配合工作

 3）Parallel Scavenge 收集器

 　　使用复制算法的收集器，又是并行的多线程收集器；

　　与 ParNew 的不同之处是ParNew 的目标是尽可能缩短垃圾收集时用户线程的停顿时间，Parallel Scavenge 的目标是达到一个可控制的吞吐量；

　　GC 自适应调节：-XX:+UseAdptiveSizePolicy 开启

      提供两个参数用于精确控制吞吐量：XX:MaxGCPauseMillis 控制最大的垃圾收集停顿时间 

　　　　　　　　　　　　　　　　　 XX:GCRatio 直接设置吞吐量的大小  计算方法是： 1 / (1 + n)

 4）Serial Old

       Serial 的老年代版本，同样是一个单线程收集器，采用标记-整理算法；

　　用途：在JDK1.5以及以前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用；

　　　　　作为CMS收集器的后备方案

 5）Parallel Old

     Parallel Scavenge 的老年代版本，是一个多线程收集器，采用标记-整理算法；

　 JDK1.6有Parallel Old收集器可搭配Parallel Scavenge收集器；

　JDK1.6及之后用来代替老年代的Serial Old收集器

 6）CMS（Concurrent Mark Sweep）

     以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，基于标记-清除算法实现，并发收集、低停顿；

　 JDK1.5推出；

　 CMS的内存回收是与用户线程一起“并发”执行的

　 运行过程：

          1）初始标记：Stop The World，初始标记仅仅标记GC Roots能直接关联到的对象，速度很快；

          2）并发标记：进行GC Roots Tracing的过程,同时开启GC和用户线程，用一个闭包结构去记录可达对象,找出存活对象且用户线程可并发执行；

          3）重新标记：修正并发标记期间因为用户程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录（采用多线程并行执行来提升效率）；需要"Stop The World"，且停顿时间比初始标记稍长，但远比并发标记短；

          4）并发清除：开启用户线程，同时GC线程开始对为标记的区域做清扫，回收所有的垃圾对象

    缺点：对CPU资源非常敏感；无法处理浮动垃圾，可能出现Concurrent Model Failure失败而导致另一次Full GC的产生；因为采用标记-清除算法所以会存在空间碎片的问题，导致大对象无法分配空间，不得不提前触发一次Full GC

 7）G1（Garbage-First）

     jdk1.7 才正式引用的商用收集器，在JDK1.9已经成为默认的收集器；

     以极高概率满足GC停顿时间要求的同时，还具备高吞吐量性能特征；

　 特点：

        1）并行与并发：G1能充分利用CPU、多核环境下的硬件优势，使用多个CPU（CPU或者CPU核心）来缩短stop-The-World停顿时间。部分其他收集器原本需要停顿Java线程执行的GC动作，G1收集器仍然可以通过并发的方式让java程序继续执行；

　　 2）分代收集：

　　　　能独立管理整个GC堆（新生代和老年代），而不需要与其他收集器搭配；
　　　　能够采用不同方式处理不同时期的对象；
　　　　虽然保留分代概念，但Java堆的内存布局有很大差别；
　　　　将整个堆划分为多个大小相等的独立区域（Region）；
　　　　新生代和老年代不再是物理隔离，它们都是一部分Region（不需要连续）的集合；
　　3）空间整合：

             从整体看，是基于标记-整理算法；

•   从局部（两个Region间）看，是基于复制算法：不会产生内存碎片，有利于长时间运行；

       4）可预测停顿：G1除了追求低停顿外，还能建立可预测的停顿时间模型；可以明确指定M毫秒时间片内，垃圾收集消耗的时间不超过N毫秒

                                有计划的避免在整个Java堆中进行全区域的垃圾收集；G1跟踪各个Region里面的垃圾堆积的大小，在后台维护一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先回收价值最大的Region；这样就保证了在有限的时间内可以获取尽可能高的收集效率

    G1如何避免整堆扫描：G1中每个Region都有一个与之对应的Remembered Set，，虚拟机发现程序在对Reference类型进行写操作时，会产生一个Write Barrier暂时中断写操作，检查Reference引用对象是否处于多个Region中（即检查老年代中是否引用了新生代中的对象），如果是，便通过CardTable把相关引用信息记录到被引用对象所属的Region的Remembered Set中。当进行内存回收时，在GC根节点的枚举范围中加入Remembered Set即可保证不对全堆进行扫描也不会有遗漏。

     运行大致过程：    

           初始标记：仅标记GC Roots能直接到的对象，并且修改TAMS（Next Top at Mark Start）的值，让下一阶段用户程序并发运行时，能在正确可用的Region中创建新对象。（需要线程停顿，但耗时很短。）

          并发标记：从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析，找出存活对象。（耗时较长，但可与用户程序并发执行）

          最终标记：为了修正在并发标记期间因用户程序执行而导致标记产生变化的那一部分标记记录。且对象的变化记录在线程Remembered Set  Logs里面，把Remembered Set  Logs里面的数据合并到Remembered Set中。（需要线程停顿，但可并行执行。）

          筛选回收：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。（可并发执行）