本文來自和你在一起的博客，原標(biāo)題為《JVM調(diào)優(yōu)總結(jié)（四）-垃圾回收面臨的問題》。

上面說到的“引用計(jì)數(shù)”法，通過統(tǒng)計(jì)控制生成對象和刪除對象時(shí)的引用數(shù)來判斷。垃圾回收程序收集計(jì)數(shù)為0的對象即可。但是這種方法無法解決循環(huán)引用。所以，后來實(shí)現(xiàn)的垃圾判斷算法中，都是從程序運(yùn)行的根節(jié)點(diǎn)出發(fā)，遍歷整個(gè)對象引用，查找存活的對象。那么在這種方式的實(shí)現(xiàn)中，垃圾回收從哪兒開始的呢？即，從哪兒開始查找哪些對象是正在被當(dāng)前系統(tǒng)使用的。上面分析的堆和棧的區(qū)別，其中棧是真正進(jìn)行程序執(zhí)行地方，所以要獲取哪些對象正在被使用，則需要從Java棧開始。同時(shí)，一個(gè)棧是與一個(gè)線程對應(yīng)的，因此，如果有多個(gè)線程的話，則必須對這些線程對應(yīng)的所有的棧進(jìn)行檢查。

同時(shí)，除了棧外，還有系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的寄存器等，也是存儲(chǔ)程序運(yùn)行數(shù)據(jù)的。這樣，以棧或寄存器中的引用為起點(diǎn)，我們可以找到堆中的對象，又從這些對象找到對堆中其他對象的引用，這種引用逐步擴(kuò)展，最終以null引用或者基本類型結(jié)束，這樣就形成了一顆以Java棧中引用所對應(yīng)的對象為根節(jié)點(diǎn)的一顆對象樹，如果棧中有多個(gè)引用，則最終會(huì)形成多顆對象樹。在這些對象樹上的對象，都是當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行所需要的對象，不能被垃圾回收。而其他剩余對象，則可以視為無法被引用到的對象，可以被當(dāng)做垃圾進(jìn)行回收。

因此，垃圾回收的起點(diǎn)是一些根對象（java棧, 靜態(tài)變量, 寄存器...）。而最簡單的Java棧就是Java程序執(zhí)行的main函數(shù)。這種回收方式，也是上面提到的“標(biāo)記-清除”的回收方式。

如何處理碎片

由于不同Java對象存活時(shí)間是不一定的，因此，在程序運(yùn)行一段時(shí)間以后，如果不進(jìn)行內(nèi)存整理，就會(huì)出現(xiàn)零散的內(nèi)存碎片。碎片最直接的問題就是會(huì)導(dǎo)致無法分配大塊的內(nèi)存空間，以及程序運(yùn)行效率降低。所以，在上面提到的基本垃圾回收算法中，“復(fù)制”方式和“標(biāo)記-整理”方式，都可以解決碎片的問題。

如何解決同時(shí)存在的對象創(chuàng)建和對象回收問題

#t#垃圾回收線程是回收內(nèi)存的，而程序運(yùn)行線程則是消耗（或分配）內(nèi)存的，一個(gè)回收內(nèi)存，一個(gè)分配內(nèi)存，從這點(diǎn)看，兩者是矛盾的。因此，在現(xiàn)有的垃圾回收方式中，要進(jìn)行垃圾回收前，一般都需要暫停整個(gè)應(yīng)用（即：暫停內(nèi)存的分配），然后進(jìn)行垃圾回收，回收完成后再繼續(xù)應(yīng)用。這種實(shí)現(xiàn)方式是最直接，而且最有效的解決二者矛盾的方式。

但是這種方式有一個(gè)很明顯的弊端，就是當(dāng)堆空間持續(xù)增大時(shí)，垃圾回收的時(shí)間也將會(huì)相應(yīng)的持續(xù)增大，對應(yīng)應(yīng)用暫停的時(shí)間也會(huì)相應(yīng)的增大。一些對相應(yīng)時(shí)間要求很高的應(yīng)用，比如最大暫停時(shí)間要求是幾百毫秒，那么當(dāng)堆空間大于幾個(gè)G時(shí)，就很有可能超過這個(gè)限制，在這種情況下，垃圾回收將會(huì)成為系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)瓶頸。為解決這種矛盾，有了并發(fā)垃圾回收算法，使用這種算法，垃圾回收線程與程序運(yùn)行線程同時(shí)運(yùn)行。在這種方式下，解決了暫停的問題，但是因?yàn)樾枰谛律蓪ο蟮耐瑫r(shí)又要回收對象，算法復(fù)雜性會(huì)大大增加，系統(tǒng)的處理能力也會(huì)相應(yīng)降低，同時(shí)，“碎片”問題將會(huì)比較難解決。