java学习（五）

1、什么是对象的引用

如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址，就称为这块内存代表一个引用。JDK1.2以后将引用分为强引用，软引用，弱引用和虚引用四种。

• 强引用：普通存在， P p = new P()，只要强引用存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
• 软引用：通过SoftReference类来实现软引用，在内存不足的时候会将这些软引用回收掉。
• 弱引用：通过WeakReference类来实现弱引用，每次垃圾回收的时候肯定会回收掉弱引用。
• 虚引用：也称为幽灵引用或者幻影引用，通过PhantomReference类实现。设置虚引用只是为了对象被回收时候收到一个系统通知。

2、JVM垃圾回收算法有哪些？

HotSpot 虚拟机采用了root根搜索方法来进行内存回收，常见的回收算法有标记-清除算法，复制算法和标记整理算法。

标记-清除算法（Mark-Sweep）：

标记-清除算法执行分两阶段。第一阶段从引用根节点开始标记所有被引用的对象，第二阶段遍历整个堆，把未标记的对象清除。此算法需要暂停整个应用，并且会产生内存碎片。

复制算法：

复制算法把内存空间划为两个相等的区域，每次只使用其中一个区域。垃圾回收时，遍历当前使用区域，把正在使用中的对象复制到另外一个区域中。复制算法每次只处理正在使用中的对象，因此复制成本比较小，同时复制过去以后还能进行相应的内存整理，不会出现“碎片”问题。当然，此算法的缺点也是很明显的，就是需要两倍内存空间。

标记-整理算法：

标记-整理算法结合了“标记-清除”和“复制”两个算法的优点。也是分两阶段，第一阶段从根节点开始标记所有被引用对象，第二阶段遍历整个堆，清除未标记对象并且把存活对象“压缩”到堆的其中一块，按顺序排放。此算法避免了“标记-清除”的碎片问题，同时也避免了“复制”算法的空间问题。

3、JVM中的垃圾收集器有了解吗？

JVM中的垃圾收集器主要包括7种，即Serial，Serial Old，ParNew，Parallel Scavenge，Parallel Old以及CMS，G1收集器。

4、CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器

CMS收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。CMS收集器是基于标记-清除算法实现的，是一种老年代收集器，通常与ParNew一起使用。

CMS的垃圾收集过程分为4步：

• 初始标记：需要“Stop the World”，初始标记仅仅只是标记一下GC Root能直接关联到的对象，速度很快。
• 并发标记：是主要标记过程，这个标记过程是和用户线程并发执行的。
• 重新标记：需要“Stop the World”，为了修正并发标记期间因用户程序继续运作而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录（停顿时间比初始标记长，但比并发标记短得多）。
• 并发清除：和用户线程并发执行的，基于标记结果来清理对象。

CMS垃圾回收器的优缺点分析：

CMS以降低垃圾回收的停顿时间为目的，很显然其具有并发收集，停顿时间低的优点。缺点主要包括如下：

• 对CPU资源非常敏感，因为并发标记和并发清理阶段和用户线程一起运行，当CPU数变小时，性能容易出现问题。
• 收集过程中会产生浮动垃圾，所以不可以在老年代内存不够用了才进行垃圾回收，必须提前进行垃圾收集。通过参数-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction的值来控制内存使用百分比。如果该值设置的太高，那么在CMS运行期间预留的内存可能无法满足程序所需，会出现Concurrent Mode Failure失败，之后会临时使用Serial Old收集器做为老年代收集器，会产生更长时间的停顿。
• 标记-清除方式会产生内存碎片，可以使用参数-XX：UseCMSCompactAtFullCollection来控制是否开启内存整理（无法并发，默认是开启的）。参数-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction用于设置执行多少次不压缩的Full GC后进行一次带压缩的内存碎片整理（默认值是0）。

5、G1（Garbage-First）收集器

G1收集器将新生代和老年代取消了，取而代之的是将堆划分为若干的区域，仍然属于分代收集器，区域的一部分包含新生代，新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。

通过将JVM堆分为一个个的区域（region）,G1收集器可以避免在Java堆中进行全区域的垃圾收集。G1跟踪各个region里面的垃圾堆积的价值大小（回收所获得的空间大小以及回收所需时间的经验值），在后台维护一个优先列表，每次根据回收时间来优先回收价值最大的region。

G1收集器的特点：

• 并行与并发：G1能充分利用多CPU，多核环境下的硬件优势，来缩短Stop the World，是并发的收集器。
• 分代收集：G1不需要其他收集器就能独立管理整个GC堆，能够采用不同的方式去处理新建对象、存活一段时间的对象和熬过多次GC的对象。
• 空间整合：G1从整体来看是基于标记-整理算法，从局部（两个Region）上看基于复制算法实现，G1运作期间不会产生内存空间碎片。
• 可预测的停顿：能够建立可以预测的停顿时间模型，预测停顿时间。

和CMS收集器类似，G1收集器的垃圾回收工作也分为了四个阶段：

• 初始标记
• 并发标记
• 最终标记
• 筛选回收

其中，筛选回收阶段首先对各个Region的回收价值和成本进行计算，根据用户期望的GC停顿时间来制定回收计划。

6、如果在重新标记之前刚好发生了一次MinorGC，会不会导致重新标记阶段Stop the World时间太长？

不会的，在并发标记阶段其实还包括了一次并发的预清理阶段，虚拟机会主动等待年轻代发生垃圾回收，这样可以将重新标记对象引用关系的步骤放在并发标记阶段，有效降低重新标记阶段Stop The World的时间。