Android 面试经验 - Java GC（垃圾回收机制）

Java GC（垃圾回收机制）

本文根据 怎么在面试时回答Java垃圾回收机制相关问题？ 提供的回答思路对 Java性能优化之JVM GC 一文作了一番整理。

目录

分代回收机制

新生代

• 绝大多数刚被创建的对象
• 在创建后很快变得不可达，被 JVM 回收
• 对象从这个区域被回收的过程称为 Minor GC
• 回收算法：复制算法

空间分配

• 一个伊甸园空间（Eden）
• 两个幸存者空间（From Survivor、To Survivor）
• 默认新生代空间的分配：Eden : From : To = 8 : 1 : 1

执行顺序

1. 大多数刚被创建的对象会存放在伊甸园空间
2. 伊甸园执行第一次 Minor GC 之后，存活的对象会移动到其中一个幸存者空间
3. 此后每次伊甸园每次 GC 都会将存活的对象堆积到同一个幸存者空间
4. 当一个幸存者空间满了之后，还存活的对象会移动到另一个幸存者空间，然后清空饱和的那个幸存者空间
5. 在以上步骤中重复N次（N = MaxTenuringThreshold（年龄阀值设定，默认15））依然存活的对象，就会被移动到老年代

从上面的步骤可以发现，两个幸存者空间，必须有一个是保持空的。

对象在刚刚被创建之后，是保存在伊甸园空间的（Eden）。那些长期存活的对象会经由幸存者空间（Survivor）转存到老年代空间（Old generation）。

也有例外出现，对于一些比较大的对象（需要分配一块比较大的连续内存空间）则直接进入到老年代。一般在Survivor 空间不足的情况下发生。

老年代

• 对象没有变得不可达，并且从新生代周期中存活了下来，会被拷贝到这里
• 该区域分配的空间要比新生代多。
• GC次数要比新生代少得多。
• 对象从老年代中被回收的过程，称为 Full GC 或者 Major GC
• Major GC 的时间比 Minor GC 要更长
• 回收算法：标记-整理算法

持久代

• 也称为方法区（即Java内存模型中的方法区）
• 保存类常量以及字符串常量

• 发生在这个区域的GC事件也被算为Major GC

  发生GC的条件非常严苛，必须符合以下三种条件：

  1.所有实例被回收
  2.加载该类的ClassLoader被回收
  3.Class对象无法通过任何途径访问（包括反射）

GC 执行时机

新生代的伊甸园空间（Eden）不够存放新对象的时候，执行 Minro GC 。

升到老年代的对象大于老年代剩余空间的时候（或者小于的时候被 HandlePromotionFailure 参数强制）执行 Full GC 。

回收算法

根搜索算法–基础算法

从 GC ROOT 节点开始，寻找对应的引用节点，找到这个节点后，继续寻找这个节点的引用节点。当所有的引用节点寻找完毕后，构成一张图。没有在图中的节点被认为是没有被引用到的节点，即无用的节点。

目前 Java 中可以作为 GC ROOT 的对象有：
1. 栈中引用的对象（本地变量表）
2. 本地方法栈中引用的对象（Native对象）
3. 方法区中静态属性引用的对象
4. 方法区中常量引用的对象

复制算法

复制算法将内存划分为两个区间，一个活动区间，一个空闲区间，其中活动区间存放的是动态分配的对象。

复制算法从根集合扫描活动区间，将存活的对象复制到空闲区间。扫描完毕后，将活动区间清空。把原本的空闲区间变成活动区间。以此循环。

复制算法在存活对象比较少的时候，极为高效，利用空间换来时间。所以复制算法的使用场景，必须是对象的存活率非常低才行，而且最重要的是，我们需要克服50%内存的浪费。

标记-整理算法

标记-整理算法从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记，标记完毕后，再扫描整个空间中未被标记的对象进行直接回收。回收不存活的对象之后，会将所有存活的对象往左端空闲空间移动。避免产生内存碎片。