java 垃圾回收机制以及经典垃圾回收器详解

Java 垃圾回收机制详解

什么是垃圾回收机制

在 Java 程序中进行内存管理时，需要动态地分配和回收内存。Java 的垃圾回收机制（Garbage Collection，GC）是自动进行的内存管理操作，它负责释放不再被引用的对象占用的内存，从而减少 GC 的内存压力，提高程序的性能。

Java 的垃圾回收机制的实现原理

Java 垃圾回收机制的实现原理是基于可达性分析算法，此算法认为，一个对象的内存空间是否可回收，取决于是否还有指向它的引用。如果一个对象没有任何引用指向它，那么被认为是“垃圾”，可以被 GC 回收。
Java 的垃圾回收机制可以分为以下几步：

1. JVM 扫描堆内存，标记被引用的对象；
2. JVM 扫描堆内存，标记未被引用的对象；
3. JVM 回收未被引用的对象占用的内存。

经典垃圾回收器

Java 的垃圾回收器根据功能和实现方式可以分为多种类型，其中比较经典的垃圾回收器有以下几种。

Serial 收集器

Serial 收集器是最古老版本的垃圾回收器，也是最简单的垃圾回收器。它可以在单独 CPU 上进行垃圾回收，使用复制算法的方式来进行垃圾回收，它的垃圾回收停止的时候，应用线程会暂停，然后进行垃圾回收操作。但是，Serial 收集器不能在多 CPU 并发运行，不能保证响应时间，也不能处理大型内存。可以使用以下命令开启 Serial 收集器：

-XX:+UseSerialGC

Parallel 收集器

Parallel 收集器是和 Serial 收集器一样，使用复制算法来进行 GC 操作。它采用多线程并行进行垃圾回收，可以在多 CPU 并发运行。但是，Parallel 收集器在 GC 进行的过程中，应用线程会暂停，会影响响应时间。也不能处理大型内存。可以使用以下命令开启 Parallel 收集器：

-XX:+UseParallelGC

CMS 收集器

CMS（Concurrent-Mark-Sweep）收集器是基于标记清除算法的垃圾回收器。CMS 收集器和 Parallel 收集器一样，都采用多线程并行进行垃圾回收，可以在多 CPU 并发运行，可以减少暂停时间，影响响应时间。但是，CMS 收集器不能进行全局垃圾回收，只针对特定区域进行 GC 操作。同时，CNS 收集会牺牲一些吞吐量来换取更少的停顿时间。可以使用以下命令开启 CMS 收集器：

-XX:+UseConcMarkSweepGC

示例说明

示例 1：开启 Parallel 收集器

在 Java 应用程序中开启 Parallel 垃圾回收器，并开启 GC 监控。示例命令如下：

java -Xms512m -Xmx512m -Xmn256m -Xss256k -XX:+UseParallelGC -XX:+PrintGC myApplication.jar

示例 2：开启 CMS 收集器

在 Java 应用程序中开启 CMS 垃圾回收器，并开启 GC 监控。示例命令如下：

java -Xms512m -Xmx512m -Xmn256m -Xss256k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGC myApplication.jar

通过这些示例命令，我们可以实现在 Java 应用程序中启用不同的垃圾回收器，根据实际需要选择合适的垃圾回收器，从而更好地管理和优化程序的内存使用情况。