Java 학습 Jvm 가비지 수집기(기본)

이 글에서는 Java 학습을 위한 Jvm Garbage Collector(기본)에 대해 소개합니다. 도움이 필요한 친구들이 참고할 수 있기를 바랍니다.

1: 개요

이 기사에서 "Jvm 런타임 데이터 영역"에서는 프로그램 카운터, 가상 머신 스택 및 로컬 메서드 스택을 포함하여 Java 메모리 런타임 영역의 다양한 부분을 소개합니다. 세 영역은 스레드의 생존을 따릅니다. 그리고 살아남으세요. 메모리 할당 및 할당 취소는 결정적입니다. 스레드가 종료되면 메모리가 자연스럽게 재활용되므로 가비지 수집을 고려할 필요가 없습니다. Java 힙 및 메소드 영역은 각 스레드에서 공유되며 메모리 할당 및 재활용은 동적입니다. 따라서 가비지 수집기는 메모리의 이 부분에 중점을 둡니다.

다음으로 Jvm이 메모리의 이 부분을 회수하는 방법에 대해 논의하겠습니다. 재활용하기 전에 가비지 수집기가 가장 먼저 하는 일은 어떤 객체가 아직 살아 있고 어떤 객체가 죽었는지 확인하는 것입니다. 두 가지 기본 재활용 알고리즘이 아래에 소개됩니다.

1.1 참조 계산 알고리즘

객체에 참조 카운터를 추가합니다. 참조가 있을 때마다 카운터는 +1이 되고, 참조가 유효하지 않으면 카운터는 -1이 됩니다. 카운터가 0인 한 해당 개체는 더 이상 사용할 수 없습니다.

이 알고리즘은 대부분의 경우 좋은 선택이며 유명한 적용 사례도 있습니다. 그러나 Java 가상 머신에서는 사용되지 않습니다.

장점: 구현이 간단하고 판단 효율성이 높습니다.

단점: 객체 간 순환 참조 문제를 해결하기 어렵습니다. 예를 들어, 다음 예제

Object a = new Object(); 
Object b = new Object(); 
a=b; 
b=a; 
a=b=null; //这样就导致gc无法回收他们。　　

1.2 도달성 분석 알고리즘

은 "GC Roots"라는 일련의 개체를 시작점으로 사용하고 이러한 노드에서 아래쪽으로 검색하는 경로를 참조 체인이라고 합니다. 객체는 GC 루트에 대한 참조 체인을 사용하지 않으며 이는 객체를 사용할 수 없음을 의미합니다.

주요 상용 프로그래밍 언어(Java, C# 등)의 주류 구현에서는 도달성 분석을 사용하여 개체가 살아 있는지 확인합니다.

아래 그림을 통해 gc 루트와 객체 표시 간의 연결을 명확하게 느껴보세요. 표시된 회색 영역 개체는 살아 있고 Object5/6/7은 모두 재활용 가능한 개체입니다.

Java 언어에서 GC Roots로 사용할 수 있는 개체는 다음과 같습니다.

• 가상 머신 스택(스택 프레임) 메소드 영역의 로컬 변수 테이블이 참조하는 객체

• 메소드 영역의 정적 변수가 참조하는 객체

• 메소드 영역의 상수가 참조하는 객체

• 로컬 메소드의 JNI 스택(즉, 일반적으로 네이티브 방법) 참조된 개체

장점

: 더 정확하고 엄격하며 순환 데이터 구조의 상호 참조를 분석할 수 있습니다.

단점

: 구현이 더 복잡하고 크기가 큽니다. 분석해야 할 데이터의 양이 많고, 시간이 많이 소모되며, 분석 프로세스에는 GC Pause(참조 관계는 변경될 수 없음)가 필요합니다. 즉, 모든 Java 실행 스레드를 일시 중지합니다("Stop The World"라고 함). 가비지 수집). 두 가지: 참조

jdk1.2 이후 Java는 참조의 개념을 확장했으며 일반적으로 강한 참조, 소프트 참조, 약한 참조, 가상 참조의 네 가지 범주로 구분됩니다. 이 네 가지 참조의 강도는 점차 약해집니다.

• 강한 참조

  : Object obj = new Object();와 유사한 코드에서 일반적인 참조를 나타냅니다. 강한 참조가 여전히 존재하는 한 GC는 참조된 개체를 수집하지 않습니다.

• 소프트 참조

  : 유용하지만 필요하지 않은 일부 개체를 나타냅니다. 메모리 공간이 충분하지 않을 때까지(OutOfMemoryError가 발생하기 전) 가비지 수집되지 않습니다. SoftReference 클래스를 사용하여 소프트 참조 구현

• 약한 참조: 필수적이지 않은 개체를 설명하는 데 사용됩니다. 이러한 개체는 가비지 수집기가 작동하면 재활용됩니다. WeakReference 클래스를 사용하여 약한 참조를 구현합니다.

• Virtual Reference: 객체에 가상 참조가 있는지 여부 는 객체의 생존 시간에 전혀 영향을 미치지 않습니다. 유일한 목적은 객체가 재활용될 때 시스템 메시지를 수신하는 것입니다. PhantomRenference 클래스 사용

2.1 개체가 살아 있는지 죽었는지 확인하려면

개체가 죽었다고 선언하려면 최소한 두 가지 표시를 거쳐야 합니다.

1. 첫 번째 마킹

도달성 분석 알고리즘 이후 개체가 GC Roots에 연결된 참조 체인을 찾지 못한 경우 처음으로 표시되고 한 번 필터링됩니다.

필터 조건

: 이 개체에 대해 finalize() 메서드를 실행해야 하는지 여부를 결정합니다.

결과 필터링: 객체가 finalize() 메서드를 덮지 않거나 JVM에서 finalize() 메서드를 실행한 경우 재활용 가능한 객체로 판단됩니다. 객체가 finalize() 메서드를 실행해야 하는 경우 해당 객체는 F-Queue 대기열에 배치됩니다. 이 메서드는 나중에 자동으로 생성된 우선 순위가 낮은 Finalizer 스레드(여러 스레드 가능)에서 트리거됩니다.

2. 두 번째 표시

GC는 F-Queue 대기열의 개체를 두 번 표시합니다.

객체가 finalize() 메서드의 참조 체인에 있는 객체와 다시 연결되면 두 번째 표시 중에 "곧 재활용 예정" 컬렉션에서 제거됩니다. 이때 개체가 성공적으로 이스케이프되지 않은 경우 재활용만 가능합니다.

3. finalize() 메소드

finalize()는 Object 클래스의 메소드입니다. 객체의 finalize() 메소드는 시스템에 의해 자동으로 한 번만 호출됩니다. finalize() 메소드를 통해 죽음을 피하는 객체입니다. 두 번째 호출되지 않습니다.

특별 참고 사항: 자체 구조를 위해 프로그램에서 finalize()를 호출하는 것은 권장되지 않습니다. Java 프로그램에 이 메소드가 있다는 사실을 잊어버리는 것이 좋습니다. 실행 시간이 불확실하고, 실행 여부도 불확실하고(Java 프로그램의 비정상 종료) 실행 비용이 높으며, 각 객체의 호출 순서를 보장할 수 없기 때문입니다(다른 스레드에서 호출하더라도).

3: 재활용 방법 영역

영구 세대의 가비지 수집은 크게 버려진 상수와 쓸모 없는 클래스 두 부분으로 나뉩니다.

3.1 폐기된 상수 재활용

폐기된 상수를 재활용하는 것은 Java 힙 재활용과 유사합니다. 다음은 설명하기 위한 예입니다

문자열 "abc"가 상수 풀에 입력되었지만 현재 시스템에는 abc라는 문자열 개체가 없다고 가정합니다. 즉, abc를 가리키는 문자열 개체에 대한 참조가 없습니다. 상수 풀의 상수입니다. 이 리터럴을 다른 곳에서 참조할 필요가 없습니다. 메모리 재활용이 발생하면 상수 abc가 상수 풀에서 지워집니다. 상수 풀에 있는 다른 클래스(인터페이스), 메서드, 필드의 기호 참조도 이와 유사합니다.

3.2 쓸모없는 수업 재활용

수업이 다음 세 가지 조건을 동시에 충족해야 쓸모없는 수업으로 간주됩니다.

1. 이 클래스의 모든 인스턴스는 재활용되었습니다. 즉, Java 힙에 재분류된 인스턴스가 없습니다.

2. 이 클래스를 로드한 ClassLoader가 재활용되었습니다.

3. 이 클래스에 해당하는 java.lang.Class 객체는 어디서도 참조되지 않으며, 어디서든 리플렉션을 통해 이 클래스의 메소드에 접근할 수 없습니다.

가상 머신은 이 세 가지 조건을 동시에 충족하는 클래스를 재활용할 수 있습니다. 시간이 소요되지만 재활용은 필요하지 않습니다. 클래스를 재활용할지 여부를 HotSpot 가상 머신은 제어할 -Xnoclassgc 매개변수를 제공합니다.

요약: 위 내용이 이 글의 전체 내용입니다. 모든 분들의 공부에 도움이 되었으면 좋겠습니다. 더 많은 관련 튜토리얼을 보려면 Java 비디오 튜토리얼, Java 개발 그래픽 튜토리얼, bootstrap 비디오 튜토리얼을 방문하세요!

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