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java中怎么实现垃圾收集器

java中怎么实现垃圾收集器，很多新手对此不是很清楚，为了帮助大家解决这个难题，下面小编将为大家详细讲解，有这方面需求的人可以来学习下，希望你能有所收获。

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  • 1. 对象回收根据

  • 1.1 引用计数算法：给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。 缺点：对象之间相互循环引用

  • 1.2 可达性分析算法：通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连（用图论的话来说，就是从GC Roots到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可用的 GC Roots的对象包括下面几种：

1. 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
2. 方法区中类静态属性引用的对象
3. 方法区中常量引用的对象
4. 本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象

  • 2. 引用分类

  • 强引用：程序代码之中普遍存在的，类似“Object obj = new Object()”这类的引用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象，直到抛出OutOfMemeryError异常。

  • 软引用：用来描述一些还有用但并非必需的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收。如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。

  • 弱引用：用来描述非必需对象的，但是它的强度比软引用更弱一些，被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。

  • 虚引用：也称为幽灵引用或者幻影引用，它是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一个对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。

  • 3. 垃圾收集器

包含一下：

- 新生代：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
- 老年代：Serial Old、Parallel Old、CMS、G1

  • Serial收集器：Serial收集器是最基本、发展历史最悠久的收集器，简单而高效。因为是单线程收集，在工作期间会“Stop The World！”。Serial收集器对于运行在Client模式下的虚拟机来说是一个很好的选择。

  • ParNew收集器：ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。Serial收集器对于运行在Server模式下的虚拟机来说是一个很好的选择。

  • Parallel Scavenge：Parallel Scavenge收集器是一个新生代收集器，也是使用复制算法的收集器，又是并行的多线程收集器。Parallel Scavenge收集器的目标则是达到一个可控制的吞吐量（Throughput）。所谓吞吐量就是CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值，即吞吐量 = 运行用户代码时间/（运行用户代码时间 +垃圾收集时间），虚拟机总共运行了100分钟，其中垃圾收集花掉1分钟，那吞吐量就是99%。 停顿时间越短就越适合需要与用户交互的程序，良好的响应速度能提升用户体验，而高吞吐量则可以高效率地利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。 无法与CMS收集器配合工作。

  • Serial Old收集器：是Serial收集器的老年代版本，它同样是一个单线程收集器，使用“标记-整理”算法。主要是给Client模式下的虚拟机使用。

  • Parallel Old收集器：Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记-整理”算法。

  • CMS收集器：CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一种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。 实现过程：

    1. 初始标记（CMS initial mark）
2. 并发标记（CMS concurrent mark）
3. 重新标记（CMS remark）
4. 并发清除（CMS concurrent sweep）

初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要“Stop The World”。 初始标记只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象，速度很快。 并发标记阶段就是进行GC Roots Tracing的过程。 重新标记阶段则是为了修正并发标记期间因用户程序继续运作而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录，这个阶段的停顿时间一般会比初始标记阶段稍长一些，但远比并发标记的时间短。

  • 三个缺点：

  1. CMS收集器对CPU资源非常敏感

  2. 无法处理浮动垃圾（Floating Garbage），可能出现“Concurrent Mode Failure”失败而导致另一次Full GC的产生

  3. 空间碎片过多时，将会给大对象分配带来很大麻烦，往往会出现老年代还有很大空间剩余，但是无法找到足够大的连续空间来分配当前对象，不得不提前触发一次Full GC

  • G1收集器：它是一款面向服务端应用的垃圾收集器。 具备以下特点：

    1. 并行与并发

    2. 分代收集

    3. 空间整合

    4. 可预测的停顿

  • G1收集器的运作大致可划分为以下几个步骤：

    1. 初始标记（Initial Marking）

    2. 并发标记（Concurrent Marking）

    3. 最终标记（Final Marking）

    4. 筛选回收（Live Data Counting and Evacuation）

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