Dalvik虚拟机垃圾收集(GC)过程分析
ART运行时垃圾收集(GC)过程分析
ART运行时垃圾收集(GC)过程分析ART运行时与Dalvik虚拟机一样,都使用了Mark-Sweep算法进行垃圾回收,因此它们的垃圾回收流程在总体上是一致的。
但是ART运行时对堆的划分更加细致,因而在此基础上实现了更多样的回收策略。
不同的策略有不同的回收力度,力度越大的回收策略,每次回收的内存就越多,并且它们都有各自的使用情景。
这样就可以使得每次执行GC时,可以最大限度地减少应用程序停顿。
本文就详细分析ART运行时的垃圾收集过程。
ART运行时的垃圾收集收集过程如图1所示:图1的最上面三个箭头描述触发GC的三种情况,左边的流程图描述非并行GC的执行过程,右边的流程图描述并行GC的执行流程,接下来我们就详细图中涉及到的所有细节。
在前面一文中,我们提到了两种可能会触发GC的情况。
第一种情况是没有足够内存分配请求的分存时,会调用Heap类的成员函数CollectGarbageInternal触发一个原因为kGcCauseForAlloc的GC。
第二种情况下分配出请求的内存之后,堆剩下的内存超过一定的阀值,就会调用Heap类的成员函数RequestConcurrentGC请求执行一个并行GC。
Heap类的成员函数RequestConcurrentGC的实现如下所示:[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片void Heap::RequestConcurrentGC(Thread* self) {// Make sure that we can do a concurrent GC.Runtime* runtime = Runtime::Current();DCHECK(concurrent_gc_);if (runtime == NULL || !runtime->IsFinishedStarting() ||!runtime->IsConcurrentGcEnabled()) {return;}{MutexLock mu(self, *Locks::runtime_shutdown_lock_);if (runtime->IsShuttingDown()) {return;}}if (self->IsHandlingStackOverflow()) {return;}// We already have a request pending, no reason to start more until we update// concurrent_start_bytes_.concurrent_start_bytes_ = std::numeric_limits<size_t>::max();JNIEnv* env = self->GetJniEnv();DCHECK(WellKnownClasses::java_lang_Daemons != NULL);DCHECK(WellKnownClasses::java_lang_Daemons_requestGC != NULL);env->CallStaticV oidMethod(WellKnownClasses::java_lang_Daemons,WellKnownClasses::java_lang_Daemons_requestGC); CHECK(!env->ExceptionCheck());}这个函数定义在文件art/runtime/gc/。
jvm的gc原理
jvm的gc原理JVM的GC原理一、概述JVM(Java虚拟机)是Java程序运行的环境,其中最重要的组成部分之一就是垃圾回收(Garbage Collection,简称GC)机制。
GC的作用是自动管理程序中的内存,及时释放不再使用的对象,以避免内存泄漏和内存溢出的问题。
本文将对JVM的GC原理进行详细介绍。
二、垃圾回收算法1. 标记-清除算法标记-清除算法是最基本的垃圾回收算法之一。
它的过程分为两个阶段:标记阶段和清除阶段。
在标记阶段,GC会从根节点(一般是程序中的静态变量和栈中的引用)开始,递归地遍历对象图,标记出所有被引用的对象。
在清除阶段,GC会遍历整个堆,清除所有未被标记的对象。
2. 复制算法复制算法是针对标记-清除算法的改进。
它将堆分为两个区域,每次只使用其中一个区域。
当一个区域的对象被标记后,将其复制到另一个区域中,然后清除原来的区域。
这样可以解决碎片问题,但是需要额外的空间来存储复制的对象。
3. 标记-整理算法标记-整理算法是对标记-清除算法的改进。
它的过程与标记-清除算法类似,但是在清除阶段,标记-整理算法会将存活的对象向一端移动,然后清除边界外的所有对象。
这样可以解决碎片问题,并且不需要额外的空间。
4. 分代算法分代算法是针对对象的生命周期不同而提出的。
一般来说,对象的生命周期可以分为年轻代和老年代。
年轻代中的对象生命周期较短,老年代中的对象生命周期较长。
分代算法将堆分为年轻代和老年代两个区域,分别采用不同的垃圾回收算法。
年轻代一般使用复制算法,老年代一般使用标记-清除算法或标记-整理算法。
三、GC的执行过程1. 初始标记初始标记阶段是GC的第一步,它的目的是标记出所有的根对象,并且停止所有的应用线程。
这个过程是短暂的,因为只需要标记出与根对象直接关联的对象。
2. 并发标记并发标记阶段是GC的核心步骤,它的目的是通过并发执行来标记出所有的存活对象。
在这个阶段,GC会遍历整个堆,标记出与根对象直接或间接关联的存活对象。
垃圾回收(GC)的三种基本方式
垃圾回收(GC)的三种基本⽅式垃圾回收(GC)的三种基本⽅式 垃圾:就是程序需要回收的对象,如果⼀个对象不在被直接或者间接地引⽤,那么这个对象就成为了垃圾,它占⽤的内存需要及时地释放,否则就会引起内存泄漏。
这⾥可以⼤致的分为两类:跟踪回收,引⽤计数。
垃圾回收统⼀理论⼀⽂阐述了⼀个理论:任何垃圾回收的思路,⽆⾮以上两种的组合,其中⼀种的改善和进步,必然伴随着另⼀种的改善和进步。
跟踪回收: 跟踪回收的⽅式独⽴于程序,定期运⾏来检查垃圾,需要较长时间的中断。
标记清除: 标记清除的⽅式需要对程序的对象进⾏两次扫描,第⼀次从根(root)开始扫描,被根引⽤了的对象标记为不是垃圾,不是垃圾的对象引⽤的对象同样标记为不是垃圾,以此递归。
所有不是垃圾的对象的引⽤都扫描完了之后。
就进⾏第⼆次扫描,第⼀次扫描中没有得到标记的对象就是垃圾了,对此进⾏回收、复制收集 复制收集的⽅式只需要对对象进⾏⼀次扫描。
准备⼀个新的空间,从根开始,对对象进⾏扫描,如果存在对这个对象的引⽤,就把它复制到新空间中,⼀次扫描结束之后,所有存在于新空间的对象就是所有的⾮垃圾对象。
这两种⽅式各有千秋,标记清除的⽅式节省内存但是两次扫描需要更多的时间,对于垃圾⽐较⼩的情况占由优势。
复制收集更快速但是需要额外开辟⼀块⽤来复制的内存,对垃圾⽐例较⼤的情况占优势。
特别的,复制收集由局部性的优点。
在复制收集的过程中,会按照对象被引⽤的顺序将对戏那个复制到新空间中,于是,关系⽐较近的对象被放在距离较近的内存空间的可能性会提⾼,这叫做局部性。
局部性⾼的情况下,内存缓存会更有效地运作,程序的性能会提⾼。
对于标记清除,有⼀种标记-压缩算法的衍⽣算法:对于压缩阶段,它的⼯作就是移动所有的可达对象到堆内存的同⼀个区域中,使他们紧凑的排列在⼀起,从⽽将所有⾮可达对象释放出来的空闲内存都集中在⼀起,通过这样的⽅式来⼤⼑减少内存碎⽚的⽬的。
引⽤计数引⽤计数是指,针对每个对象,保存⼀个对该对象的引⽤计数,该对象的引⽤增加,则相应的引⽤计数增加,如果该对象的引⽤计数为0,则回收该对象。
jvm内存垃圾回收机制
Java虚拟机(JVM)的内存垃圾回收机制主要涉及自动内存管理和垃圾回收两个核心功能。
自动内存管理主要是针对对象内存的回收和对象内存的分配。
JVM的堆是垃圾收集器管理的主要区域,也被称作GC堆(Garbage Collected Heap)。
大部分情况下,对象都会首先在Eden区域分配。
在一次新生代垃圾回收后,如果对象还存活,则会进入s0或者s1,并且对象的年龄还会加1(Eden区->Survivor区后对象的初始年龄变为1),当它的年龄增加到一定程度(默认为15岁),就会被晋升到老年代中。
垃圾回收是JVM自动内存管理的另一个重要方面。
主要有两种通用的垃圾回收方法:引用计数法和可达性分析算法。
引用计数法为每个对象增加一个计数器,当该对象被引用时,计数器加一,当引用失效时,计数器减一。
当计数器为零时,该对象就可以被回收了。
这种方法无法解决循环引用的问题。
可达性分析算法是通过GC Root的对象作为起始节点,通过引用向下搜索,所走过的路径称为引用链。
当对象没有任何一条引用链链接的时候,就会被认定为垃圾。
可作为GC Root的对象包括:类加载器,Thread,虚拟机栈的本地变量表,static成员,常量引用,本地方法栈的变量等等。
大部分情况下,对象都会首先在Eden区域分配,在一次新生代
垃圾回收后,如果对象还存活,则会进入s0或者s1,并且对象的年龄还会加1(Eden区->Survivor区后对象的初始年龄变为1),当它的年龄增加到一定程度(默认为15岁),就会被晋升到老年代中。
以上信息仅供参考,如果还想了解更多信息或遇到相关问题,建议咨询专业人士。
JVM系列(二):JVM的4种垃圾回收算法、垃圾回收机制与总结
垃圾回收算法1.标记清除标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段:标记阶段和清除阶段。
在标记阶段首先通过根节点(GC Roots),标记所有从根节点开始的对象,未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。
然后,在清除阶段,清除所有未被标记的对象。
适用场合:●存活对象较多的情况下比较高效●适用于年老代(即旧生代)缺点:●容易产生内存碎片,再来一个比较大的对象时(典型情况:该对象的大小大于空闲表中的每一块儿大小但是小于其中两块儿的和),会提前触发垃圾回收●扫描了整个空间两次(第一次:标记存活对象;第二次:清除没有标记的对象)2.复制算法从根集合节点进行扫描,标记出所有的存活对象,并将这些存活的对象复制到一块儿新的内存(图中下边的那一块儿内存)上去,之后将原来的那一块儿内存(图中上边的那一块儿内存)全部回收掉现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代。
适用场合:●存活对象较少的情况下比较高效●扫描了整个空间一次(标记存活对象并复制移动)●适用于年轻代(即新生代):基本上98%的对象是”朝生夕死”的,存活下来的会很少缺点:●需要一块儿空的内存空间●需要复制移动对象3.标记整理复制算法的高效性是建立在存活对象少、垃圾对象多的前提下的。
这种情况在新生代经常发生,但是在老年代更常见的情况是大部分对象都是存活对象。
如果依然使用复制算法,由于存活的对象较多,复制的成本也将很高。
标记-压缩算法是一种老年代的回收算法,它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。
首先也需要从根节点开始对所有可达对象做一次标记,但之后,它并不简单地清理未标记的对象,而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。
之后,清理边界外所有的空间。
这种方法既避免了碎片的产生,又不需要两块相同的内存空间,因此,其性价比比较高。
4.分代收集算法分代收集算法就是目前虚拟机使用的回收算法,它解决了标记整理不适用于老年代的问题,将内存分为各个年代。
一般情况下将堆区划分为老年代(Tenured Generation)和新生代(Young Generation),在堆区之外还有一个代就是永久代(Permanet Generation)。
JVM虚拟机(四):JVM垃圾回收机制概念及其算法
JVM虚拟机(四):JVM垃圾回收机制概念及其算法垃圾回收概念和其算法谈到垃圾回收(Garbage Collection)GC,需要先澄清什么是垃圾,类⽐⽇常⽣活中的垃圾,我们会把他们丢⼊垃圾箱,然后倒掉。
GC中的垃圾,特指存于内存中、不会再被使⽤的对象,⼉回收就是相当于把垃圾“倒掉”。
垃圾回收有很多中算法:如引⽤计数法、标记压缩法、复制算法、分代、分区的思想。
垃圾收集算法引⽤计数法:就是个⽐较古⽼⽽经典的垃圾收集算法,其核⼼就是在对象被其他所引⽤计数器加1,⽽当引⽤时效时则减1,但是这种⽅式有⾮常严重的问题:⽆法处理循环引⽤的情况、还有就是每次进⾏加减操作⽐较浪费系统性能。
标记清除法:分为标记和清除两个阶段进⾏处理内存中的对象,当然这种⽅式也有⾮常⼤的弊端,就是空间碎⽚问题,垃圾回收后的空间不是连续的,不连续的内存空间的⼯作效率要低于连续的内存空间。
复制算法:其核⼼思想就是将内存空间分为两块,每次只使⽤其中⼀块,在垃圾回收时,将正在使⽤的内存中的存留对象复制到未被使⽤的内存块中去,之后去清除之前正在使⽤的内存快中的所有的对象,反复去交换两个内存的⾓⾊,完成垃圾收集。
(java中的新⽣代的from和to空间使⽤的就是这个算法)标记压缩法:标记压缩法在标记清除基础之上做了优化,把存活的对象压缩到内存⼀端,⽽后进⾏垃圾清理。
(java中⽼年代使⽤的就是标记压缩法)图解新⽣代使⽤的复制算法:⽂字说明:新⽣代中没有GC过的对象在eden区,然后进⾏GC⼀次,进⼊到s0区。
然后再次进⾏GC得时候,就回去S0区去查看这个对象有没有在使⽤,如果在使⽤那就把这个对象复制到s1区,然后清除s0区不再使⽤的对象。
再次GC的时候就去S1区,再看看这个对象有没有在使⽤,如果还在使⽤,那就复制到S0区。
然后清除S1区不在使⽤的对象。
图解⽼年代算法:⽂字说明:进⾏GC时看看⽼年代有没有在使⽤的对象,如果有那么就压缩出⼀个区域把那些实⽤的对象放到压缩的区域中,然后把不再使⽤的对象全部回收掉。
GC垃圾回收(四个算法)
GC垃圾回收(四个算法)垃圾回收(GC)是现代编程语言中的一项重要功能,它的目的是回收不再使用的内存。
随着程序复杂性的增加以及内存分配的动态性,垃圾回收成为了必不可少的组成部分。
1.引用计数:引用计数是最简单的垃圾回收算法之一、它通过记录每个对象的引用计数来确定是否回收该对象。
当一个对象被引用时,其引用计数加一;当一个对象的引用被释放时,其引用计数减一、当引用计数为零时,该对象即为垃圾。
引用计数的优点在于实时性好,对象一旦变为垃圾就会被立即回收,不会造成内存的过度占用。
然而,引用计数的缺点也很明显,即无法解决循环引用的问题。
如果存在循环引用,对象之间将永远无法达到引用计数为零的状态,导致内存泄漏。
2.标记清除:标记清除算法通过两个阶段来进行垃圾回收。
首先,从根对象出发,标记所有可达对象。
然后,在第二阶段,系统将遍历所有对象,并清除未标记的对象。
标记清除算法相较于引用计数算法,能够解决循环引用的问题。
它利用可达性分析来确定对象是否仍然被引用,从而决定是否回收。
然而,标记清除算法的不足是在执行清除操作时,会产生内存碎片。
这些碎片可能会导致大量的内存分配时间,从而影响程序的性能。
3.复制收集:复制收集算法是一种高效的垃圾回收算法。
它将内存分为两个部分:From空间和To空间。
在垃圾回收过程中,所有存活的对象将被复制到To空间中,而垃圾对象则将被回收。
复制收集算法能够高效地回收垃圾对象,并解决内存碎片问题。
然而,复制收集算法的缺点是它需要额外的内存空间来完成复制操作,并且在复制过程中,需要更新所有指向存活对象的引用。
4.标记整理:标记整理算法是标记清除算法的改进版。
它首先进行标记操作,然后在清除操作之前,将所有存活的对象向一端移动,以解决内存碎片问题。
标记整理算法在性能方面优于标记清除算法,因为它能够完全避免内存碎片。
然而,与标记清除算法一样,标记整理算法也需要执行两个阶段的操作,其中标记阶段可能会占用较长的时间。
dart gc回收流程
dart gc回收流程
Dart的GC回收流程可以分为年轻代GC和老年代GC。
年轻代GC主要针对寿命较短的Object,在对象分配内存时会分配一个连续的逻辑内存,它分成大小相同的两部分,其中一半置为活动状态,另一部分置为非活动状态。
新生产对象被连续的分配到活动空间。
当活动空间被填满,GC收集器将从GC Roots为起点搜索,搜索通过的路径称之为引用链,当一个对象存在基于根对象的引用链时,称之为引用对象,当没有与根对象建立引用链,称之为未引用对象,即使两个对象循环引用,但没有与根对象的路径,也称之为未引用对象。
如图五所示,收集器检查所有的引用对象同时将引用对象移动到另一半空间(非活动状态空间)。
移动完成之后,将非活动空间变更为活动空间,活动空间清空并标记为非活动状态。
当对象经历一定次数的年轻代GC仍然存活,或者其生命周期较长,将其放入老年代区域。
老年代GC采用mark-sweep方法回收对象,分为两个阶段:第一阶段,首先遍历对象图,然后标记仍在使用的对象;第二阶段,将扫描整个内存,并且回收所有未标记的对象。
Dart的GC回收机制可以有效地管理内存,优化应用的性能和响应速度。
在开发过程中,了解和运用Dart的GC回收流程可以更好地编写高效的代码。
JVM之GC回收算法与GC收集器
JVM之GC回收算法与GC收集器GC回收算法1.标记清除算法分为标记阶段和清除阶段标记阶段:标记处可回收的对象清除阶段:将已标记的对象所占⽤的内存回收缺点:运⾏多次以后容易产⽣空间碎⽚,当需要⼀整段连续内存时虽然空间⾜够但是⽆法分配从⽽导致多次触发GC操作。
适合存活对象多,垃圾对象少的情况2.复制算法为了提⾼标记清除算法的效率,减少内存碎⽚的产⽣⽽出现的,该算法将内存空间分为两个完全相同的两部分,每次只使⽤其中的⼀部分。
分为标记阶段、复制阶段和清除阶段标记阶段:标记不可回收对象复制阶段:将标记的对象全部复制到另⼀块未使⽤的空间中清除阶段:将已标记对象所在空间全部清除缺点:虽然解决了空间碎⽚的问题,但是内存使⽤量变为了当前内存的⼀半,也会涉及到对象地址的改变,适⽤于存活对象较少的情况3.标记整理算法为了解决复制算法只能使⽤⼀半内存的情况分为标记阶段、整理阶段、清除阶段标记阶段:标记出所有存活对象整理阶段:将存活对象移到内存的⼀端清除阶段:清楚存活对象以外的空间缺点:虽然解决了空间碎⽚的问题和浪费空间的问题,但也会涉及到对象地址的改变。
4.分代收集算法根据对象存活周期的不同将内存划分为新⽣代区域和⽼年代区域,在新⽣代中的对象⽣存时间短,通常为朝⽣⼣死类型,⽼年代中的对象通常存活的时间都很长。
根据新⽣代中对象的类型采⽤改进的复制算法进⾏垃圾收集,将新⽣代分为Eden区和两个⼤⼩相等的Servior区,它们的⽐例默认为8:1,每次只使⽤Eden区和其中⼀个Servior区,垃圾收集时将未标记的对象移⼊到另⼀个Servior区。
根据⽼年代对象的类型采⽤标记整理算法。
此算法是⽬前HotSpot虚拟机中默认使⽤的算法。
GC收集器新⽣代1.Serial收集器是⼀个单线程的串⾏收集器,会出现Stop The World,即该收集器运⾏时会暂停其他所有线程。
适⽤于客户端模式下的虚拟机2.Parallel Scavenge收集器是Serial收集器的多线程版本,也就是并⾏收集器,也会出现Stop The World,即该收集器运⾏时会暂停其他所有线程。
虚拟机内存结构和垃圾回收docx
一、前言JAVA GC(Garbage Collection,垃圾回收)机制是区别C++的一个重要特征,C++需要开发者自己实现垃圾回收的逻辑,例如int * p = new int(5);delete p;而JAVA开发者则只需要专注于业务开发,因为垃圾回收这件繁琐的事情JVM已经为我们代劳了,从这一点上来说,JAVA还是要做的比较完善一些。
但这并不意味着我们不用去理解GC机制的原理,因为如果不了解其原理,可能会引发内存泄漏、频繁GC导致应用卡顿,甚至出现OOM(Out Of Memery)等问题,因此我们需要深入理解其原理,才能编写出高性能的应用程序,解决性能瓶颈。
想要理解GC的原理,我们必须先理解JVM内存管理机制,因为这样我们才能知道回收哪些对象、什么时候回收以及怎么回收。
二、JVM内存管理根据JVM规范,JVM把内存划分成了如下几个区域:1.方法区(Method Area)2.堆区(Heap)3.虚拟机栈(VM Stack)4.本地方法栈(Native Method Stack)5.程序计数器(Program Counter Register)其中,方法区和堆所有线程共享。
2.1 方法区(Method Area)方法区存放了要加载的类的信息(如类名、修饰符等)、静态变量、构造函数、final定义的常量、类中的字段和方法等信息。
方法区是全局共享的,在一定条件下也会被GC。
当方法区超过它允许的大小时,就会抛出OutOfMemory:PermGen Space异常。
在Hotspot虚拟机中,这块区域对应持久代(Permanent Generation),一般来说,方法区上执行GC的情况很少,因此方法区被称为持久代的原因之一,但这并不代表方法区上完全没有GC,其上的GC主要针对常量池的回收和已加载类的卸载。
在方法区上进行GC,条件相当苛刻而且困难。
运行时常量池(Runtime Constant Pool)是方法区的一部分,用于存储编译器生成的常量和引用。
gc回收算法代码 -回复
gc回收算法代码-回复GC回收算法(Garbage Collection)是一种用于自动回收程序中不再使用的内存空间的算法。
在编程中,我们通常会使用动态分配的内存,但是手动释放这些内存可能会导致一些错误,例如内存泄露和野指针。
因此,使用GC回收算法可以避免这些问题,提高程序的可靠性和性能。
一、GC回收算法的背景和原理在早期的计算机系统中,程序员必须手动管理内存的分配和释放。
然而,这种方式存在很多问题。
首先,手动释放内存容易出错,导致内存泄露,即分配的内存没有被释放,造成程序内存泄漏。
其次,手动释放内存可能会导致野指针,即指向无效内存地址的指针,引发程序崩溃和安全漏洞。
此外,手动释放内存还会增加程序员的工作负担,降低生产效率。
为了解决这些问题,GC回收算法被引入。
GC回收算法的原理是通过追踪和识别程序中的垃圾对象,然后自动将其回收,释放内存空间。
它主要基于两个基本概念:垃圾对象和可达性。
垃圾对象是指程序中不再使用的内存对象,也就是无法通过任何引用链访问到的对象。
可达性是指从根对象(例如全局变量、栈变量等)出发,能够通过引用链追踪到的对象。
GC回收算法的目的就是要找到所有的垃圾对象,并对其进行回收。
二、常见的GC回收算法1. 标记-清除算法(Mark-Sweep)标记-清除算法是一种最基本的GC回收算法。
它分为两个阶段:标记和清除。
在标记阶段,从根对象开始,通过引用链将可达的对象标记为存活对象;在清除阶段,将未被标记的对象进行清除。
标记-清除算法的优点是简单易懂,实现相对较为简单。
然而,它也存在一些问题。
首先,标记和清除两个阶段的垃圾回收操作都需要中断程序的执行,导致停顿时间较长。
其次,标记-清除算法会产生大量的不连续的内存碎片,影响内存的空间利用率。
2. 复制算法(Copying)复制算法是为了解决标记-清除算法的问题而提出的一种GC回收算法,它的主要思想是将内存分为两个区域:From空间和To空间。
GC原理与构造
GC原理与构造GC(Garbage Collection)是指垃圾回收的意思,是计算机科学中的一个概念和技术。
在计算机程序执行过程中,会产生一些不再使用的对象,这些对象占用了内存资源,但是却无法通过程序来访问和使用。
为了释放这些无用的对象占用的内存,避免内存泄漏和内存溢出的发生,需要进行垃圾回收。
垃圾回收的原理是通过判断对象是否可达来判断其是否是垃圾。
垃圾回收器会从根对象开始遍历对象图,标记所有可达的对象。
经过标记的对象被认为是活动的对象,而没有标记的对象被认为是垃圾。
垃圾回收器会将这些垃圾对象占用的内存进行回收,以便其他对象可以使用。
垃圾回收的构造包括以下几个重要的组成部分:1. 根集合(Root Set):根集合是垃圾回收的起点,包括全局变量、栈上的变量和寄存器中的变量。
垃圾回收器从根集合开始遍历并标记可达对象,以便判断其是否是垃圾。
2. 引用计数(Reference Counting):引用计数是一种简单而常用的垃圾回收算法。
它通过为每个对象维护一个引用计数器,当对象被引用时计数器加1,当引用被释放时计数器减1、当计数器为0时,对象被认为是垃圾。
这种算法简单高效,但是无法处理循环引用的情况。
3. 可达性分析(Reachability Analysis):可达性分析是一种常用的垃圾回收算法,用于标记可达对象。
垃圾回收器从根集合开始遍历对象图,标记所有可达对象,而没有被标记的对象则被认为是垃圾。
5. 收集器(Collector):收集器是实现垃圾回收的具体程序。
根据垃圾回收的需求和应用场景的不同,可以选择不同类型的收集器,如串行收集器、并行收集器、并发收集器等。
除了以上的基本原理和构造,GC还涉及到一些额外的概念和技术,如分代收集(Generational Collection)、增量回收(Incremental Collection)、并发回收(Concurrent Collection)等。
gc垃圾回收机制原理
gc垃圾回收机制原理
垃圾回收(Garbage Collection,简称GC)是一种自动化的内
存管理机制,用于自动检测和释放不再被程序使用的内存空间,从而防止内存泄漏和减少程序崩溃的风险。
GC的基本原理如下:
1. 标记阶段:GC从程序的根对象(如全局变量、栈中的变量等)开始,通过追踪对象之间的引用关系,进行可达性分析。
标记所有被引用的对象,并将其记为"活动"状态。
2. 清除阶段:GC扫描整个堆内存,通过查找并删除所有未被
标记为"活动"状态的对象。
这些对象被认为是垃圾,可以安全
地被回收。
3. 压缩阶段(可选):在清除阶段之后,堆内存可能会出现大量的碎片化空间。
压缩阶段的目的是将"活动"的对象进行整理,使它们尽可能地相邻存放,以提高内存的利用率。
GC的具体实现方式包括:
1. 引用计数法:为每个对象维护一个计数器,记录有多少个引用指向该对象。
当计数器归零时,即可判定该对象为垃圾。
但是该方法无法处理循环引用的情况。
2. 可达性分析法(根搜索算法):从根对象开始,通过遍历对象之间的引用关系,标记所有可达的对象。
未被标记的对象则
被判定为垃圾。
这种方法可以处理循环引用的问题,常见的实现算法有标记-清除算法和标记-整理算法。
值得注意的是,GC的触发条件和具体运行时机是由虚拟机自行决定的,一般会根据内存使用情况、程序的执行状态等因素来判定。
同时,GC的操作会导致一定的性能开销,因此在一些特定场景下,也可以通过手动调用GC来提高程序效率。
简述GC回收机制
简述GC回收机制⽬录⼀、概述程序在运⾏过程中是不断申请内存,释放内存,如果程序只是申请没有释放就会引起内存泄漏内存不⾜等问题。
在C语⾔、C++中,程序员需要⼿动的释放内存,如果程序员粗⼼忘记回收,就会导致程序bug,在Java中,JVM提供⾃动回收内存机制GC(内存回收器),减少程序员的⼯作量和减低由于⼈为导致内存问题。
⼆、基本原理将内存中不再被使⽤的对象进⾏回收,GC中⽤于回收的⽅法称为收集器,由于GC需要消耗⼀些资源和时间,Java在对对象的⽣命周期特征进⾏分析后,按照新⽣代、旧⽣代的⽅式来对对象进⾏收集,以尽可能的缩短GC对应⽤造成的暂停。
2.1 内存类型GC回收中的内存分为新⽣代和⽼年代,新⽣代与⽼年代的⽐例的值为 1:2 ( 该值可以通过参数 –XX:NewRatio 来指定 ) 。
新⽣代新⽣代是刚刚被释放的内存存放的地⽅,分为 Eden、From Survivor、To Survivor三个区(8:1:1),⼀般情况,from Survior和to Survivor有⼀个空闲(复制算法决定的)。
⽼年代主要存放程序中年龄较⼤和需要占⽤⼤量连续内存空间的对象。
2.2 GC类型GC根据回收的内存分为两种类型:新⽣代 GC(Minor GC)和⽼年代 GC(Major GC / Full GC)新⽣代 GC(Minor GC):指发⽣在新⽣代的垃圾收集动作,因为 Java 对象⼤多都具备朝⽣⼣灭的特性,所以 Minor GC ⾮常频繁,⼀般回收速度也⽐较快。
⽼年代 GC(Major GC / Full GC):指发⽣在⽼年代的 GC,出现了 Major GC,经常会伴随⾄少⼀次的 Minor GC(但⾮绝对的,在 ParallelScavenge 收集器的收集策略⾥就有直接进⾏ Major GC 的策略选择过程)。
MajorGC 的速度⼀般会⽐ Minor GC 慢 10倍以上。
Minor GC触发机制:当年轻代满时就会触发Minor GC,这⾥的年轻代满指的是Eden代满,Survivor满不会引发GCFull GC触发机制:当年⽼代满时会引发Full GC,Full GC将会同时回收年轻代、年⽼代,当永久代满时也会引发Full GC,会导致Class、Method元信息的卸载2.3对象回收流程当Minor GC被触发的时候,new Generation被进⾏,可能触发1、2、3、4四种情况。
JVM垃圾回收算法及分代垃圾收集器
JVM垃圾回收算法及分代垃圾收集器⼀、垃圾收集器的分类1、次收集器 Scavenge GC,指发⽣在新⽣代的GC,因为新⽣代的Java对象⼤多都是朝⽣⼣死,所以Scavenge GC⾮常频繁,⼀般回收速度也⽐较快。
当Eden空间不⾜以为对象分配内存时,会触发Scavenge GC。
⼀般情况下,当新对象⽣成,并且在Eden申请空间失败时,就会触发Scavenge GC,对Eden区域进⾏GC,清除⾮存活对象,并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。
然后整理Survivor的两个区。
这种⽅式的GC是对年轻代的Eden区进⾏,不会影响到年⽼代。
因为⼤部分对象都是从Eden区开始的,同时Eden区不会分配的很⼤,所以Eden区的GC会频繁进⾏。
因⽽,⼀般在这⾥需要使⽤速度快、效率⾼的算法,使Eden去能尽快空闲出来。
当年轻代堆空间紧张时会被触发,相对于全收集⽽⾔,收集间隔较短。
2、全收集器 Full GC,指发⽣在⽼年代的GC,出现了Full GC⼀般会伴随着⾄少⼀次的Minor GC(⽼年代的对象⼤部分是Scavenge GC过程中从新⽣代进⼊⽼年代),⽐如:分配担保失败。
Full GC的速度⼀般会⽐Scavenge GC慢10倍以上。
当⽼年代内存不⾜或者显式调⽤System.gc()⽅法时,会触发Full GC。
当⽼年代或者持久代堆空间满了,会触发全收集操作。
可以使⽤System.gc()⽅法来显式的启动全收集,全收集⼀般根据堆⼤⼩的不同,需要的时间不尽相同,但⼀般会⽐较长。
3、垃圾回收器的常规匹配⼆、常见垃圾回收算法1、引⽤计数(Reference Counting) ⽐较古⽼的回收算法。
原理是此对象有⼀个引⽤,即增加⼀个计数,删除⼀个引⽤则减少⼀个计数。
垃圾回收时,只⽤收集计数为0的对象。
此算法最致命的是⽆法处理循环引⽤的问题。
2、复制(Copying) 此算法把内存空间划为两个相等的区域,每次只使⽤其中⼀个区域。
Dalvik虚拟机垃圾收集(GC)过程分析
Dalvik虚拟机垃圾收集(GC)过程分析前面我们分析了Dalvik虚拟机堆的创建过程,以及Java对象在堆上的分配过程。
这些知识都是理解Dalvik虚拟机垃圾收集过程的基础。
垃圾收集是一个复杂的过程,它要将那些不再被引用的对象进行回收。
一方面要求Dalvik虚拟机能够标记出哪些对象是不再被引用的。
另一方面要求Dalvik虚拟机尽快地回收内存,避免应用程序长时间停顿。
本文就将详细分析Dalvik虚拟机是如何解决上述问题完成垃圾收集过程的。
Dalvik虚拟机使用Mark-Sweep算法来进行垃圾收集。
顾名思义,Mark-Sweep算法就是为Mark和Sweep两个阶段进行垃圾回收。
其中,Mark阶段从根集(Root Set)开始,递归地标记出当前所有被引用的对象,而Sweep阶段负责回收那些没有被引用的对象。
在分析Dalvik虚拟机使用的Mark-Sweep算法之前,我们先来了解一下什么情况下会触发GC。
Dalvik虚拟机在三种情况下会触发四种类型的GC。
每一种类型GC使用一个GcSpec结构体来描述,它的定义如下所示:[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片struct GcSpec {/* If true, only the application heap is threatened. */bool isPartial;/* If true, the trace is run concurrently with the mutator. */bool isConcurrent;/* Toggles for the soft reference clearing policy. */bool doPreserve;/* A name for this garbage collection mode. */const char *reason;};这个结构体定义在文件dalvik/vm/alloc/Heap.h中。
简述垃圾回收的过程及原理
简述垃圾回收的过程及原理垃圾回收是指在计算机中,由垃圾回收机制主动管理内存并把不再被程序使用的内存空间进行销毁和回收,从而使得这部分内存可以被重新利用。
垃圾回收的过程是计算机系统中的一个重要组成部分,它能够帮助系统更有效地利用内存资源,并且减轻程序员在内存管理上的负担。
垃圾回收的原理是通过定期运行的垃圾回收算法来识别和清除那些不再被程序使用的内存空间,从而释放这些内存空间。
垃圾回收的过程一般包括三个步骤:标记、清除和整理。
首先,垃圾回收器会通过遍历所有的对象,标记出那些被引用的对象。
一般来说,一个对象是被引用的,意味着它可能会被程序使用,因此不能被当作垃圾进行回收。
接着,垃圾回收器会清除那些未被标记的对象,也就是垃圾对象,将它们所占用的内存空间释放出来。
最后,垃圾回收器会对内存区域进行整理,从而减少内存碎片,使得内存的利用率更高。
垃圾回收的原理主要包括引用计数和可达性分析两种方法。
引用计数是一种比较简单的垃圾回收算法,它通过统计对象的引用数量来判断一个对象是否是垃圾。
当一个对象的引用数量为0时,说明这个对象不再被程序使用,垃圾回收器就会将其进行回收。
但是引用计数算法存在一个很明显的问题,就是无法处理循环引用的情况,这会导致内存泄漏。
为了解决这个问题,可达性分析是一种更常用的垃圾回收算法。
可达性分析是通过一系列的对象之间的引用关系来判断对象是否可达,如果一个对象不可达,就说明它不再被程序使用,可以进行垃圾回收。
垃圾回收算法的选择对于计算机系统的性能和内存利用率都有着重要的影响。
不同的垃圾回收算法适用于不同的场景。
比如说,标记清除算法适用于需要回收大量对象的情况,它能够高效地识别和释放垃圾对象,但是会产生内存碎片。
而复制算法则适用于内存空间较小的情况,它通过将存活对象复制到另一块空白的内存区域来实现垃圾回收,这样可以减少内存碎片和提高内存的利用率。
另外,还有分代垃圾回收算法和增量垃圾回收算法等不同的垃圾回收策略,它们都有着各自的优缺点,需要根据具体的应用场景来选择合适的算法。
gc工作原理
gc工作原理
GC(Garbage Collection,垃圾回收)是一种自动内存管理机制,在程序运行时负责检测并释放不再使用的内存空间,减轻程序员手动管理内存的负担。
GC的工作原理可以分为三个阶段:标记、清除和整理。
首先,在标记阶段,GC会遍历程序中的对象,通过一个根节点开始递归遍历所有的对象引用关系,将所有可达的对象标记为“活动对象”,而未被标记的对象则被认为是“垃圾对象”。
接下来,在清除阶段,GC会遍历整个堆内存,找到所有未被标记的对象,并释放它们所占用的内存空间。
这些未被标记的对象可能是程序不再使用的对象,也可能是由于对象之间的循环引用而无法被达到的对象。
最后,经过标记和清除之后,堆内存中会产生一些内存碎片。
在整理阶段,GC会将活动对象压缩到堆内存的一端,释放出连续的内存空间,以便后续的对象分配可以更加高效。
GC的工作原理可以保证程序运行时不会出现内存泄漏和内存溢出的问题。
但需要注意的是,GC的运行会占用一定的计算资源,可能会导致程序运行的暂时性的停顿。
因此,在设计和实现程序时,需要根据具体需求合理设置GC的触发机制和运行频率,以平衡内存管理的效率和程序的响应性能。
不同的编程语言和开发环境可能有不同的GC实现方式和调优参数,程序员需要根据实际情况进行适当的调整和优化。
JVM之垃圾回收机制(GC)
JVM之垃圾回收机制(GC)JVM之垃圾回收机制全解(GC)⽂章底部有思维导图,较为清晰,可参考导读:垃圾回收是Java体系中最重要的组成部分之⼀,其提供了⼀套全⾃动的内存管理⽅案,要想掌握这套管理⽅案,就必须了解垃圾回收器的⼯作原理。
本⽂介绍了垃圾回收的概念,算法,垃圾回收器及我在⼯作中遇到的⼀些关于GC的优化实例。
先来简单了解下JVM:-------------------------------------------------------------⼀、heap内存划分-------------------------------------------------------------1.年轻代:分三个区。
⼀个Eden区,两个Survivor区(from Survivor(s0)区和to Survivor(s1)区)。
⼤部分对象在Eden区中⽣成。
当Eden区满时,还存活的对象将被复制到Survivor区(两个中的⼀个),当这个Survivor区满时,此区的存活对象将被复制到另外⼀个Survivor 区,当这个Survivor去也满了的时候,从第⼀个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象,将被复制“年⽼区(Tenured)”。
2.年⽼代在年轻代中经历了N次((ParNew默认15))垃圾回收后仍然存活的对象,就会被放到年⽼代中。
年轻代放不下的⼤对象直接进⼊⽼年代。
tip1:对象动态年龄计算规则虚拟机并不是永远地要求对象的年龄必须达到了MaxTenuringThreshold(默认15次)才能晋升⽼年代,如果在Survivor空间中相同年龄所有对象⼤⼩的总和⼤于Survivor空间的⼀半,年龄⼤于或等于该年龄的对象就可以直接进⼊⽼年代,⽆须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。
3.持久代⽤于存放静态⽂件,如今Java类、⽅法等JDK1.8中,永久代已经从java堆中移除,String直接存放在堆中,类的元数据存储在meta space中,meta space占⽤外部内存,不占⽤堆内存。
Dalvik虚拟机垃圾收集机制简要介绍和学习计划
Dalvik虚拟机垃圾收集机制简要介绍和学习计划伴随着“Dalvik is dead,long live Dalvik“这行AOSP代码提交日志,在Android5.0中,ART运行时取代了Dalvik虚拟机。
虽然Dalvik虚拟机不再使用,但是它曾经的作用是不可磨灭的。
因此,在研究ART运行时的垃圾收集机制之前,先理解Dalvik虚拟机的垃圾收集机制也是很重要和有帮助的。
因此,本文就对Dalvik虚拟机的垃圾收集机进行简要介绍和制定学习计划。
《Android系统源代码情景分析》一书正在进击的程序员网()中连载,点击进入!之所以说理解Dalvik虚拟机的垃圾收集机制对学习ART运行时的垃圾收集机制有帮助,是因为两者都使用到了一些共同或者相通的技术,并且前者的实现相对简单一些。
这样我们就可以从简单的学起。
等到有了一定的基础之后,再学习复杂的就会容易理解很多。
好了,废话不多说,我们开始介绍Dalvik虚拟机的垃圾收集机制涉及到的基本概念或者说术语,如图1所示:图1 Dalvik虚拟机垃圾收集机制的基本概念Dalvik虚拟机用来分配对象的堆划分为两部分,一部分叫做Active Heap,另一部分叫做Zygote Heap。
从前面Dalvik虚拟机的启动过程分析这篇文章可以知道,Android系统的第一个Dalvik虚拟机是由Zygote进程创建的。
再结合Android应用程序进程启动过程的源代码分析这篇文章,我们可以知道,应用程序进程是由Zygote进程fork出来的。
也就是说,应用程序进程使用了一种写时拷贝技术(COW)来复制了Zygote进程的地址空间。
这意味着一开始的时候,应用程序进程和Zygote进程共享了同一个用来分配对象的堆。
然而,当Zygote进程或者应用程序进程对该堆进行写操作时,内核就会执行真正的拷贝操作,使得Zygote进程和应用程序进程分别拥有自己的一份拷贝。
拷贝是一件费时费力的事情。
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Dalvik虚拟机垃圾收集(GC)过程分析前面我们分析了Dalvik虚拟机堆的创建过程,以及Java对象在堆上的分配过程。
这些知识都是理解Dalvik虚拟机垃圾收集过程的基础。
垃圾收集是一个复杂的过程,它要将那些不再被引用的对象进行回收。
一方面要求Dalvik虚拟机能够标记出哪些对象是不再被引用的。
另一方面要求Dalvik虚拟机尽快地回收内存,避免应用程序长时间停顿。
本文就将详细分析Dalvik虚拟机是如何解决上述问题完成垃圾收集过程的。
Dalvik虚拟机使用Mark-Sweep算法来进行垃圾收集。
顾名思义,Mark-Sweep算法就是为Mark和Sweep两个阶段进行垃圾回收。
其中,Mark阶段从根集(Root Set)开始,递归地标记出当前所有被引用的对象,而Sweep阶段负责回收那些没有被引用的对象。
在分析Dalvik虚拟机使用的Mark-Sweep算法之前,我们先来了解一下什么情况下会触发GC。
Dalvik虚拟机在三种情况下会触发四种类型的GC。
每一种类型GC使用一个GcSpec结构体来描述,它的定义如下所示:
[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
struct GcSpec {
/* If true, only the application heap is threatened. */
bool isPartial;
/* If true, the trace is run concurrently with the mutator. */
bool isConcurrent;
/* Toggles for the soft reference clearing policy. */
bool doPreserve;
/* A name for this garbage collection mode. */
const char *reason;
};
这个结构体定义在文件dalvik/vm/alloc/Heap.h中。
GcSpec结构体的各个成员变量的含义如下所示:
isPartial: 为true时,表示仅仅回收Active堆的垃圾;为false时,表示同时回收Active堆和Zygote堆的垃圾。
isConcurrent: 为true时,表示执行并行GC;为false时,表示执行非并行GC。
doPreserve: 为true时,表示在执行GC的过程中,不回收软引用引用的对象;为false时,表示在执行GC的过程中,回收软引用引用的对象。
reason: 一个描述性的字符串。
Davlik虚拟机定义了四种类的GC,如下所示:
[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
/* Not enough space for an "ordinary" Object to be allocated. */
extern const GcSpec *GC_FOR_MALLOC;
/* Automatic GC triggered by exceeding a heap occupancy threshold. */
extern const GcSpec *GC_CONCURRENT;
/* Explicit GC via Runtime.gc(), VMRuntime.gc(), or SIGUSR1. */
extern const GcSpec *GC_EXPLICIT;
/* Final attempt to reclaim memory before throwing an OOM. */
extern const GcSpec *GC_BEFORE_OOM;
这四个全局变量声明在文件dalvik/vm/alloc/Heap.h中。
它们的含义如下所示:
GC_FOR_MALLOC: 表示是在堆上分配对象时内存不足触发的GC。
GC_CONCURRENT: 表示是在已分配内存达到一定量之后触发的GC。
GC_EXPLICIT: 表示是应用程序调用System.gc、VMRuntime.gc接口或者收到SIGUSR1信号时触发的GC。
GC_BEFORE_OOM: 表示是在准备抛OOM异常之前进行的最后努力而触发的GC。
实际上,GC_FOR_MALLOC、GC_CONCURRENT和GC_BEFORE_OOM三种类型的GC都是在分配对象的过程触发的。
在前面一文,我们提到,Dalvik虚拟机在Java堆上分配对象的时候,在碰到分配失败的情况,会尝试调用函数gcForMalloc进行垃圾回收。
函数gcForMalloc的实现如下所示:
[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
static void gcForMalloc(bool clearSoftReferences)
{
......
const GcSpec *spec = clearSoftReferences ? GC_BEFORE_OOM : GC_FOR_MALLOC;
dvmCollectGarbageInternal(spec);
}
这个函数定义在文件dalvik/vm/alloc/Heap.cpp中。
参数clearSOftRefereces表示是否要对软引用引用的对象进行回收。
如果要对软引用引用的对象进行回收,那么就表明当前内存是非常紧张的了,因此,这时候执行的就是GC_BEFORE_OOM类型的GC。
否则的话,执行的就是GC_FOR_MALLOC类型的GC。
它们都是通过调用函数dvmCollectGarbageInternal来执行的。
在前面一文,我们也提到,当Dalvik虚拟机成功地在堆上分配一个对象之后,会检查一下当前分配的内存是否超出一个阀值,如下所示:
[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
void* dvmHeapSourceAlloc(size_t n)
{
......
HeapSource *hs = gHs;
Heap* heap = hs2heap(hs);
if (heap->bytesAllocated + n > hs->softLimit) {
......
return NULL;
}
void* ptr;
if (gDvm.lowMemoryMode) {
......
ptr = mspace_malloc(heap->msp, n);
......
} else {
ptr = mspace_calloc(heap->msp, 1, n);
......
}
countAllocation(heap, ptr);
......
if (heap->bytesAllocated > heap->concurrentStartBytes) {
......
dvmSignalCond(&gHs->gcThreadCond);
}
return ptr;
}
这个函数定义在文件dalvik/vm/alloc/HeapSource.cpp中。
函数dvmHeapSourceAlloc成功地在Active堆上分配到一个对象之后,就会检查Active堆当前已经分配的内存(heap->bytesAllocated)是否大于预设的阀值(heap->concurrentStartBytes)。
如果大于,那么就会通过条件变量gHs->gcThreadCond唤醒GC线程进行垃圾回收。
预设的阀值(heap->concurrentStartBytes)是一个比指定的堆最小空闲内存小128K的数值。
也就是说,当堆的空闲内不足时,就会触发GC_CONCURRENT类型的GC。
GC线程是Dalvik虚拟机启动的过程中创建的,它的执行体函数是gcDaemonThread,实现如下所示:。