JVM垃圾算法和GC三算法及面试题分享

本期课程的内容概要：熟悉JVM架构与GC垃圾回收机制以及相应的堆参调优，有过在linux进系统调优的经验。

本次课程的主题内容：

1、JVM组成结构

2、JVM体系结构概览

3、栈（Stak）

4、堆（Heap）

5、JVM垃圾收集（Java Garbage Collection）

6、GC三算法

7、GC试题

上节课1-4节课的内容：

浅谈JVM原理及性能调优分享（在同名的公众号里可以看到）

一、JVM垃圾收集（Java Garbage Collection）

 

 

堆内存调优简介

 

二、GC三算法

1、 GC算法总体概述

JVM在进GC时，并每次都对上三个内存区域起回收的，部分时候回收的都是指新代。因此GC按照回收的区域分了两种类型，种是普通GC（MinorGC），种时全局GC（FullGC）

普通GC：只针对新代区域的GC

全局GC：针对年代的GC，偶尔伴随对新代的GC以及堆永久代的GC。

2、 复制算法：MinorGC（普通GC)

新代使的MinorGC，这种GC算法采的是复制算法（Copying），频繁使

复制-->清空-->互换

1 ）原理

MinorGC会把Eden中的所有或的对象都移到Survivor区域中，如果Survivor区中放不下，那么剩下的活的对象就被移到Old Generation中，也即旦收集后，Eden区就变成空的了。

当对象在Eden（包括个Survivor区域，这假设是from区域）出后，在经过次MinorGC后，如果对象还存活，并且能够被另外块Survivor区域所容纳（上已经假设为from区域，这应为to区域，即to区域够的内存空间来存储Eden和from区域中存活的对象），则使复制算法将这些仍然还存活的对象复制到另外块Survivor区域（即to区）中，然后清理所有使过的Eden以及Survivor区域（即from区），并且讲这些对象的年龄设置为1，以后对象在Survivor区没熬过次MinorGC，就将对象的年龄+1，当对象的年龄达到某个值时（默认15，通过-XX：MaxTenuringThreshold 来设定参数），这些对象就会成为年代。

==-XX：MaxTenuringThreshold设置对象在新代中存活的次数==

2） 解释

HotSpot JVM把年轻代分为了三部分：1个Eden区和两个Survivor区，默认例是8:1:1，

般情况下，新创建的对象都会被分配到Eden区，这些对象经过第

次的MinorGC后，如果仍然存活，将会被移到Survivor区。对象Survivor区中每熬过

次MinorGC，年龄就增加岁，当他的年龄增加到定程度时，就会被移动到年代中。因为年轻代中的对象基本都是朝夕死（80%以上），所以在年轻代的垃圾回收算法使的是复制算法，复制算法的基本思想就是将内存分为两块，每次只其中块，当这块内存完就将活着的对象复制到另外块上。复制算法不会产内存碎。

==复制要交换，谁空谁是to==

3 )劣势

复制算法弥补了标记清除算法中，内存布局混乱的缺点。

1. 浪费了半的内存，太要命了

2. 如果对象的存活率很，我们可以极端点，假设是100%存活率，那么我们需要将所有对象都复制遍，并将所有引地址重置遍。复制这作所花费的时间，在对象存活率达到定程度是，将会变的不可忽视。所以从以上描述不难看出，复制算法想要使，最起码对象的存活率要常低才，且最重要的是，我们必须要客服50%的内存的浪费

3、 标记清除/标记整理算法：

FullGC叫MajorGC（全局GC)年代般是由标记清除或者是标记清除与标记整理的混合实现

1 ）标记清除(Mark-Sweep)

原理

1. 标记（mark）从根集合开始扫描，对存活的对象进标记

2. 清除（Sweep）扫描整个内存空间，回收未被标记的对象，使free-list记录可以区域。

劣势

1. 效率低（递归与全堆对象遍历），且在进GC的时候，需要停应程序，这会导致户体验常差劲

2. 清理出来的空闲内存不是连续的，我们的死亡对象都是随机的出现在内存的各个落，限制把他们清除之后，内存的布局然会乱七糟，为了应付这点，JVM不得不维持个内存的空闲列表，这是种开销，且在分配数组对象的时候，寻找连续的内存空间会不太好找。

2） 标记整理（Mark-Compact)

1. 标记与标记-清除样

2. 压缩整理再次扫描，并往段滑动存活对象

效率不，不仅要标记所有存活对象，还要整理所有存活对象的引地址。从效率上说，效率要低于复制算法

4 、总结

内存效率：复制算法>标记清除算法>标记整理算法

内存整度：复制算法=标记整理算法>标记清除算法

内存利率：标记整理算法=标记清除算法>复制算法

分代收集算法

引计数法：

缺点：每次对对象赋值时均要维护引计数器，且计数器本身也有定的消耗较难处理循环引

三、GC试题

1 、StackOverFlowError和OutOfMemoryError，谈谈你的理解；

2、般什么时候会发GC？如何处理？

答：Java中的GC回有两种回收：年轻带的MinorGC，年代的FullGC；新对象创建时如果伊甸园空间不会触发MinorGC，如果此时年代的内存空间不会触发FullGC，如果空间都不抛出OutOfMemoryError。

3. GC回收策略，谈谈你的理解；

答：年轻代（伊甸园区+两个幸存区），GC回收策略为“复制”；年区的保存空间

般较，GC回收策略为“整理压缩”。

4. GC是什么；

答：频繁收集Young区，较少收集Old区，基本不动Perm区

5. JVM内存模型以及分区，需要详细到每个区放什么；

6. 堆的分区：Eden,suirival from to,年代，各特点；

7. GC的三种收集法：标记清除、标记整理、复制算法的原理特点；