程序员必备：JVM核心知识点总结( 三 ) _JVM

垃圾回收不必每次都把垃圾清理得干干净净，最重要的是不要把正在使用的对象判定为垃圾。

那么，如何找到这些存活对象，也就是哪些对象是正在被使用的，就成了问题的核心。
大家可以想一下写代码的时候，如果想要保证一个 HashMap 能够被持续使用，可以把它声明成静态变量，这样就不会被垃圾回收器回收掉。我们把这些正在使用的引用的入口，叫作GC Roots 。
这种使用 tracing 方式寻找存活对象的方法，还有一个好听的名字，叫作可达性分析法。
概括来讲，GC Roots 包括：

Java 线程中，当前所有正在被调用的方法的引用类型参数、局部变量、临时值等。也就是与我们栈帧相关的各种引用；
所有当前被加载的 Java 类；
Java 类的引用类型静态变量；
运行时常量池里的引用类型常量（String 或 Class 类型）；
JVM 内部数据结构的一些引用，比如 sun.jvm.hotspot.memory.Universe 类；
用于同步的监控对象，比如调用了对象的 wait() 方法；
JNI handles，包括 global handles 和 local handles 。

对于这个知识点，不要死记硬背，可以对比着 JVM 内存区域划分那张图去看，入口大约有三个：线程、静态变量和 JNI 引用。
强、软、弱、虚引用那么，通过 GC Roots 能够追溯到的对象，就一定不会被垃圾回收吗？这要看情况。
Java 对象与对象之间的引用，存在着四种不同的引用级别，强度从高到低依次是：强引用、软引用、弱引用、虚引用。

强应用默认的对象关系是强引用，也就是我们默认的对象创建方式。这种引用属于最普通最强硬的一种存在，只有在和 GC Roots 断绝关系时，才会被消灭掉。
软引用用于维护一些可有可无的对象。在内存足够的时候，软引用对象不会被回收；只有在内存不足时，系统则会回收软引用对象；如果回收了软引用对象之后，仍然没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。
弱引用级别就更低一些，当 JVM 进行垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。软引用和弱引用在堆内缓存系统中使用非常频繁，可以在内存紧张时优先被回收掉。
虚引用是一种形同虚设的引用，在现实场景中用得不是很多。这里有一个冷门的知识点：Java 9.0 以后新加入了 Cleaner 类，用来替代 Object 类的 finalizer 方法，这就是虚引用的一种应用场景。

分代垃圾回收上面我们提到，垃圾回收的速度，是和存活的对象数量有关系的，如果这些对象太多，JVM 再做标记和追溯的时候，就会很慢。
一般情况下，JVM 在做这些事情的时候，都会停止业务线程的所有工作，进入 SafePoint 状态，这也就是我们通常说的 Stop the World 。所以，现在的垃圾回收器，有一个主要目标，就是减少 STW 的时间。
其中一种有效的方式，就是采用分代垃圾回收，减少单次回收区域的大小。这是因为，大部分对象，可以分为两类：

大部分对象的生命周期都很短
其他对象则很可能会存活很长时间

这个假设我们称之为弱代假设（weak generational hypothesis）。
如下图，分代垃圾回收器会在逻辑上，把堆空间分为两部分：年轻代（Young generation）和老年代（Old generation）。

文章插图

1.年轻代年轻代中又分为一个伊甸园空间（Eden），两个幸存者空间（Survivor）。对象会首先在年轻代中的 Eden 区进行分配，当 Eden 区分配满的时候，就会触发年轻代的 GC 。
此时，存活的对象会被移动到其中一个 Survivor 分区（以下简称 from）；年轻代再次发生垃圾回收，存活对象，包括 from 区中的存活对象，会被移动到 to 区。所以，from 和 to 两个区域，总有一个是空的。
Eden、from、to 的默认比例是 8:1:1，所以只会造成 10% 的空间浪费。这个比例，是由参数 -XX:SurvivorRatio 进行配置的（默认为 8）。
2.老年代对垃圾回收的优化，就是要让对象尽快在年轻代就回收掉，减少到老年代的对象。那么对象是如何进入老年代的呢？它主要有以下四种方式。