Java的GC(Garbage Collection,垃圾回收)

2024-08-26 08:36

本文主要是介绍Java的GC(Garbage Collection,垃圾回收),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Java的GC(Garbage Collection,垃圾回收)机制是Java虚拟机(JVM)中的一个重要功能,用于自动管理堆内存中不再使用的对象,释放其占用的内存空间,以避免内存泄漏和溢出。以下是对Java GC机制的详细解析:

一、GC的基本原理

GC通过标记和回收无效对象来实现内存的回收和释放。主要过程包括:

  1. 对象的标记:GC首先标记出所有活动对象,即仍然被引用或可达的对象。它从一组根对象(GC Roots)开始,逐步遍历对象图,将可达的对象标记为活动对象,未标记的对象则被认为是无效的。

  2. 垃圾回收:在标记完成后,GC会对未标记的对象进行回收。具体的回收算法可以是不同的,常见的算法包括标记-复制算法、标记-清除算法、标记-整理算法等。

  3. 内存压缩和整理(可选):某些垃圾回收算法在回收完对象后,可能会产生内存碎片。为了优化内存使用,GC可能会进行内存压缩和整理操作,使得分配的对象在内存中连续存放,减少内存碎片的影响。

二、GC的触发时机

GC的触发时机是不确定的,主要由JVM的内存使用情况决定。当堆内存中的可用空间不足以满足新对象的分配需求时,JVM会触发GC以回收垃圾对象,释放内存空间。

三、GC的类型

Java虚拟机中的GC可以分为多种类型,主要根据回收的内存区域和采用的算法来区分:

  1. Young GC(Minor GC)

    • 主要针对新生代(Young Generation)进行垃圾回收。
    • 目标是尽快回收新生代中的垃圾对象,以便为新对象的分配腾出更多的空间。
    • 由于新生代中的对象生命周期较短,因此Young GC的频率通常比较高,但每次回收的对象数量相对较少,GC的开销也较小。
  2. Full GC(Major GC)

    • 是对整个堆内存(包括新生代和老年代)进行垃圾回收的过程。
    • Full GC的触发会导致较长时间的停顿,因为它需要扫描和回收整个堆内存,对大量对象进行标记和清除。
    • Full GC的开销相对较大,相应的STW(Stop-The-World)时间较长,应该尽量避免频繁触发。

四、GC的算法

Java虚拟机中常用的垃圾回收算法包括:

  1. 标记-清除算法(Mark-and-Sweep)

    • 分为标记和清除两个阶段。
    • 首先通过可达性分析标记出所有活动对象,然后在清除阶段清理掉所有未标记的对象。
    • 优点是简单直接,但缺点是标记清除后会产生大量的内存碎片。
  2. 标记-复制算法(Copying)

    • 将堆内存分为两个区域,每次只使用其中一个区域。
    • 当这个区域用满后,将存活的对象复制到另一个区域,并清空当前区域。
    • 优点是避免了内存碎片,但缺点是实际可用内存只有一半。
  3. 标记-整理算法(Mark-Compact)

    • 类似于标记-清除算法,但在清除阶段会将所有存活的对象压缩到堆的一端。
    • 优点是消除了内存碎片,但缺点是执行效率相对较低。
  4. 分代收集算法(Generational Collection)

    • 将堆内存分为新生代和老年代,根据对象的存活时间采用不同的回收策略。
    • 新生代对象生命周期短,采用复制算法快速回收;老年代对象生命周期长,采用标记-清除或标记-整理算法回收。

五、GC的调优

在开发Java应用程序时,合理配置GC的参数和调整垃圾回收策略对于提升程序性能和稳定性至关重要。常见的调优策略包括:

  • 调整堆大小(如初始堆大小-Xms和最大堆大小-Xmx)。
  • 调整新生代大小(如新生代大小-Xmn和新生代与老年代的比例-XX:NewRatio)。
  • 选择合适的垃圾回收器(如Serial GC、Parallel Scavenge GC、CMS GC、G1 GC等)。
  • 启用垃圾回收日志(如-XX:+PrintGCDetails-Xloggc),以便分析和调优GC策略。

通过以上措施,可以有效地控制GC的频率和停顿时间,提升Java应用程序的性能和稳定性。

这篇关于Java的GC(Garbage Collection,垃圾回收)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!


原文地址:
本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.chinasem.cn/article/1108067

相关文章

java如何实现高并发场景下三级缓存的数据一致性

《java如何实现高并发场景下三级缓存的数据一致性》这篇文章主要为大家详细介绍了java如何实现高并发场景下三级缓存的数据一致性,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 下面代码是一个使用Java和Redisson实现的三级缓存服务,主要功能包括:1.缓存结构:本地缓存:使

Java Spring的依赖注入理解及@Autowired用法示例详解

《JavaSpring的依赖注入理解及@Autowired用法示例详解》文章介绍了Spring依赖注入(DI)的概念、三种实现方式(构造器、Setter、字段注入),区分了@Autowired(注入... 目录一、什么是依赖注入(DI)?1. 定义2. 举个例子二、依赖注入的几种方式1. 构造器注入(Con

SpringBoot 异常处理/自定义格式校验的问题实例详解

《SpringBoot异常处理/自定义格式校验的问题实例详解》文章探讨SpringBoot中自定义注解校验问题,区分参数级与类级约束触发的异常类型,建议通过@RestControllerAdvice... 目录1. 问题简要描述2. 异常触发1) 参数级别约束2) 类级别约束3. 异常处理1) 字段级别约束

如何在Java Spring实现异步执行(详细篇)

《如何在JavaSpring实现异步执行(详细篇)》Spring框架通过@Async、Executor等实现异步执行,提升系统性能与响应速度,支持自定义线程池管理并发,本文给大家介绍如何在Sprin... 目录前言1. 使用 @Async 实现异步执行1.1 启用异步执行支持1.2 创建异步方法1.3 调用

java内存泄漏排查过程及解决

《java内存泄漏排查过程及解决》公司某服务内存持续增长,疑似内存泄漏,未触发OOM,排查方法包括检查JVM配置、分析GC执行状态、导出堆内存快照并用IDEAProfiler工具定位大对象及代码... 目录内存泄漏内存问题排查1.查看JVM内存配置2.分析gc是否正常执行3.导出 dump 各种工具分析4.

Spring Boot配置和使用两个数据源的实现步骤

《SpringBoot配置和使用两个数据源的实现步骤》本文详解SpringBoot配置双数据源方法,包含配置文件设置、Bean创建、事务管理器配置及@Qualifier注解使用,强调主数据源标记、代... 目录Spring Boot配置和使用两个数据源技术背景实现步骤1. 配置数据源信息2. 创建数据源Be

Spring Boot 3.x 中 WebClient 示例详解析

《SpringBoot3.x中WebClient示例详解析》SpringBoot3.x中WebClient是响应式HTTP客户端,替代RestTemplate,支持异步非阻塞请求,涵盖GET... 目录Spring Boot 3.x 中 WebClient 全面详解及示例1. WebClient 简介2.

Java中使用 @Builder 注解的简单示例

《Java中使用@Builder注解的简单示例》@Builder简化构建但存在复杂性,需配合其他注解,导致可变性、抽象类型处理难题,链式编程非最佳实践,适合长期对象,避免与@Data混用,改用@G... 目录一、案例二、不足之处大多数同学使用 @Builder 无非就是为了链式编程,然而 @Builder

在IntelliJ IDEA中高效运行与调试Spring Boot项目的实战步骤

《在IntelliJIDEA中高效运行与调试SpringBoot项目的实战步骤》本章详解SpringBoot项目导入IntelliJIDEA的流程,教授运行与调试技巧,包括断点设置与变量查看,奠定... 目录引言:为良驹配上好鞍一、为何选择IntelliJ IDEA?二、实战:导入并运行你的第一个项目步骤1

Spring Boot从main方法到内嵌Tomcat的全过程(自动化流程)

《SpringBoot从main方法到内嵌Tomcat的全过程(自动化流程)》SpringBoot启动始于main方法,创建SpringApplication实例,初始化上下文,准备环境,刷新容器并... 目录1. 入口:main方法2. SpringApplication初始化2.1 构造阶段3. 运行阶