面试官超级喜欢问的垃圾回收算法

前言

经过前段时间一面的通过，阿巴阿巴被邀请进入二面，这次她与遇到的面试官将继续为难她，要问她关于GC算法的问题

回家等通知

面试官： 你对JVM的垃圾回收了解吗？

阿巴阿巴： 嗯嗯，了解一些。

面试官： 那么JVM是如何判断一个对象是垃圾呢？

阿巴阿巴： 好像有一个可达性分析法。

阿巴阿巴： 就是对象可达会判定为活对象，然后不可达的就当作“垃圾”。

面试官： 嗯....讲一下你了解的垃圾回收算法吧。

阿巴阿巴：

标记清楚算法

标记整理算法

复制算法

分代收集算法

面试官： 嗯....那你对这些算法了解吗？

阿巴阿巴： 嗯....不太了解...

面试官： 行，今天先面到这里，你这边先回去等通知吧

阿巴阿巴： 好的。

很遗憾，您未能通过面试，您的简历已加入公司人才库，期待下次相遇......

当场拿Offer

面试官： 你对JVM的垃圾回收了解吗？

阿巴阿巴： 嗯嗯，了解一些。

面试官： 那么JVM是如何判断一个对象是垃圾呢？

阿巴阿巴： 有两种方法，一种是引用计数法，另一种是可达性分析法。

阿巴阿巴： 引用计数法就是给对象一个引用计数器，每当有引用引向该对象时，引用计数器就加一，每当有引用断开的时候，引用计数器就减一，这样当引用计数起为零时，那么就认为这个对象已经没有用了，也就是所谓的垃圾，但是这种方式有个很大的弊端，对于循环引用无法处理。

阿巴阿巴： 循环引用的对象外部引用存在的情况，这种情况看似没啥问题，但是当我们把方法区的引用断开时，问题久暴露出来了。

阿巴阿巴： 循环引用的对象外部引用断开的情况。

阿巴阿巴： 上面这种引用断开的情况，显然对象A和对象B已经没有外部引用来引用它们，它们已经成为了垃圾，而引用计数器因为它们相互引用(循环引用)，其值都为1，导致无法被回收，这个弊端导致引用计数法实际并没有在JVM中所使用。

阿巴阿巴： 可达性分析法就是通过GC Roots的对象，以它为根往下搜索，这条被搜索的路径称为“引用链”，当一个对象不被任何GC Roots的引用链所链接，那么久判定这个对象已经“死了”，我们一般称这个对象“不可达”。

面试官： 你刚有提到GC Roots，那你知道哪些对象可以作为GC Roots的对象吗？

阿巴阿巴： 嗯嗯了解，主要有以下四类对象可以作为GC Roots的对象。

虚拟机栈中引用的对象

方法区中静态属性引用的对象

方法区中常量引用的对象

本地方法栈中引用的对象

阿巴阿巴： 下面这张图可以直观的看出它们的关系。

阿巴阿巴： 可以看出，只有被引用链链上的对象才能被判定为“存活”，而不在引用链上的对象则被判定为“死亡”，也将作为垃圾被回收。

面试官： 讲的很不错，那垃圾回收除了回收堆中的对象外，方法区中会有垃圾被回收吗？

阿巴阿巴： 方法区中也是有垃圾回收的，方法区中主要回收废弃了的常量和无用的类。

面试官： 嗯....讲一下你了解的垃圾回收算法吧。

阿巴阿巴： 垃圾回收算法主要有以下四类。

标记清楚算法

标记整理算法

复制算法

分代收集算法

阿巴阿巴： 标记清楚算法，是分为2个阶段的，第一个阶段进行“标记”，第二个阶段进行“清除”，先标记出所有要清除的对象，也就是灰色部分，然后进行回收。

阿巴阿巴： 采用标记清楚算法对堆进行垃圾清理后，产生了很多空间碎片，这些空间碎片使新对象的内存分配造成困难，不仅如此，标记清除算法在标记阶段和清除阶段的效率都不太高。

阿巴阿巴： 标记整理算法孕育而生，解决了过多内存碎片的问题。

阿巴阿巴： 为了解决效率的问题，复制算法也出现了，即把一块内存分成大小相等的2块，每次使用的时候只使用其中的一块，当一块没存使用完的时候，把这块内存中存活的对象转移到另一块内存中，然后将这块内存中的对象全部清空。

阿巴阿巴： 复制算法实现简单、方便且效率很高，也不需要考虑内存碎片的问题，但是要将内存缩小为原来的一半，这代价无疑很高。

阿巴阿巴： 而且新生代的对象大多数都是朝生夕死的，按照1:1的空间比例来使用复制算法，将极大的影响了内存的性能。

阿巴阿巴： 分代算法即将堆区进行划分，然后根据不同区域的情况来适用相应的垃圾回收算法。

阿巴阿巴： 下图是对新生代的细化，新生代分成Eden区和survivor区，其中survivor区又分为(s0和s1)俩个区域，它们的比例如图所示为8 : 1 : 1。新对象优先会在Eden区进行分配,标记清除算法在这里不适用，因为碎片太多，如果没有连续的足够空间来分配给对象，又会继续触发垃圾回收，对性能影响比较大。

阿巴阿巴： 对于传统的GC来说，都无法避免GC过程中带来的“STOP-THE-WORLD”，我们一般简称STW，STW对系统性能的影响很大，那么如何消除STW或者减少STW的时间显得尤为重要，其实分代算法并非是一种具体的算法，和前面的标记清除、标记整理算法、复制算法不同的是，分代算法只是对对堆得一个划分，然后在不同区域使用不同的算法，从而将STW的时间细分到各个区域，使得STW时间不会持续很长一段时间，来达到提高系统性能的目的。

面试官： 讲的很清楚细致了，很不错，明天来上班吧。

总结

关于垃圾回收算法这一块，一定要答到GC Roots，以及各种垃圾回收算法，及他们的优点和缺点。

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以上便是本次分享的全部内容，希望对你有所帮助^_^

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