JavaGC面试题

GC的标记算法

• 引用计数算法

  • 通过判断对象的引用数量来决定对象是否可以被回收

  • 每个对象实例都有一个引用计数器，被引用则+1，完成引用则-1

  • 任何引用计数为0的对象实例可以被当作垃圾收集

    优点：执行效率高，程序执行受影响较小

    缺点：无法检测出循环引用的情况，导致内存泄漏

• 可达性分析算法（主流）

  • 通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收
  • 
  • 可以作为GC Root的对象
    • 虚拟机栈中引用的对象（栈帧中的本地变量表）
    • 方法区中的常量引用对象
    • 方法区中的类静态属性引用的对象
    • 本地方法栈中JNI（Native方法）的引用对象
    • 活跃线程的引用对象

GC的垃圾回收算法

• 标记-清除算法（Mark and Sweep）（适合垃圾少）

  • 标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记（可达性分析算法）
  • 清除：对堆内存从头到尾进行线性遍历，回收不可达对象内存
  • 

• 标记-整理算法（Compacting）（适合垃圾少）

  • 标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记（可达性分析算法）
  • 整理：移动所有存活的对象，且按照内存地址次序依次排列，将末端内存地址以后的内存全部回收（对标记-清除算法的优化，防止内存碎片问题）

• 复制算法（Copying）（适合垃圾多，减少复制的对象数量）

  • 将内存分为对象面和空闲面
  • 对象在对象面创建
  • 存活的对象被从对象面复制到空闲面，此时原先的对象面变为现在空闲面，被复制了对象的原先空闲面变为现在对象面

• 分代收集算法（Generational Collector）

  • 以上回收算法的组合拳

  • 按照对象生命周期的不同划分区域以采用不同的垃圾回收算法

  • 年轻代使用复制算法（年轻代，垃圾多适合复制算法），老年代使用标记整理算法或标记清除算法（老年代，垃圾少适合这两种算法）

    
    

  • 年轻代使用的算法，也叫Minor GC

    • 年轻代的内存分布（Eden区，两个Surrvivor区（from区，to区））

    • 

    • 

    • 对象如何晋升到老年代

      • 经历一定Minor次数依然存活的对象
      • Survivor区中存放不下的对象
      • 新生成的大对象（-XX:+PretenuerSizeThreshold 大于该值直接放进老年代）

    • 常用的调优参数

      • -XX:SurvivorRatio：Eden和Survivor的比值，默认8：1
      • -XX:NewRatio:老年代和年轻代内存大小的比例
      • -XX:MaxTenuringThreshold:对象从年轻代晋升到老年代经过GC次数的最大阈值

  • 老年代使用的算法

    • Full GC(新老同时一起GC)和Major GC（老年代GC：标记-整理算法）
    • 触发Full GC的条件
      • 老年代空间不足
      • 永久代空间不足（jdk8前）
      • Minor GC 晋升到老年代的平均大小大于老年代的剩余空间
      • 调用System.gc()

年轻代常见的垃圾收集器

JVM的运行模式

• Server：启动慢，重量级，启动后运行速度快
• Client：启动快，轻量级，启动后较Server运行速度慢

Serial收集器

-XX:+UseSerialGC，复制算法

• 单线程收集，进行垃圾收集时，必须暂停所有工作进程
• 简单高效，Client模式下默认的年轻代收集器
• 

ParNew收集器

-XX:+UseParNewGC，复制算法

• 多线程收集，其余行为、特点和Serial收集器一样
• 属于Server模式下的收集器单核执行效率不如Serial，在多核下执行才有优势
• 

Parallel Scavenge收集器

-XX:+UseParallerel,复制算法

吞吐量=运行代码的时间/（运行代码的时间+垃圾收集时间）

• 比起关注用户线程停顿时间，更关注系统的吞吐量
• 在多核下执行才有优势，Server模式下默认的年轻代收集器
• 

老年代常见的垃圾收集器

Serial Old收集器

-XX:+UseSerialOldGC,标记-整理算法

• 单线程收集，进行垃圾收集时，必须暂停所有的工作线程

• 简单高效，Client模式下默认的老年代收集器

  

Parallel Old收集器

-XX:+UserParallelOldGC,标记-整理算法

• 多线程，吞吐量优先

CMS收集器

-XX:+UseConcMarkSweepGC，标记-清除算法

• 

• 

新老代集成的垃圾回收器

G1收集器

-XX:+UseG1GC,复制+标记-整理算法

• 

垃圾收集器之间的联系

连线表示可以共用

Java中的引用类型

强引用

• 最普遍的引用：Object obj=new Object()
• 即使抛出OutOfMemoryError(内存满了)也不会回收具有强引用的对象
• 通过将对象设置为null来弱化引用，使其被回收

软引用(Soft Reference)

• 对象处在有用但非必须的状态
• 只有当内存空间不足时，GC会回收该引用的对象的内存
• 可以用来实现高速缓存
• 同样，软引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

弱引用(Weak Reference)

• 非必须的对象，比软引用更弱一些
• GC时会被回收
• 被回收的概率也不大，因为GC线程优先级比较低
• 同样，弱引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

虚引用(PhantomReference)

• 不会决定对象的生命周期
• 任何时候都可能被垃圾收集器回收
• 跟踪对象被垃圾收集器回收的活动，起哨兵作用
• 必须和引用队列ReferenceQueue联合使用

四种引用的关系