GC

垃圾回收标记算法

对象被判定为垃圾的标准

• 没有被其他对象引用

判定对象是否为垃圾的算法

• 引用计数算法

• 可达性分析算法

引用计数算法

判断对象的引用数量

• 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

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GCRoot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的对象

• 方法区中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

垃圾回收算法

谈谈你了解的垃圾回收算法

标记-清除算法

• 标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记

• 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

复制算法

• 分为对象面和空闲面

• 对象在对象面上创建

• 存活的对象被从对象面复制到空闲面

• 将对象面所有对象内存清除

标记-整理算法

• 标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记

• 整理：移动所有存活的对象，且按照内存地址次序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收

避免内存的不连续、不用设置两块内存互换、适用于存活率高的场景

分代收集算法

• 垃圾回收算法的组合拳

• 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

• 目的：提高JVM的回收效率

GC的分类

• MinorGC

• FullGC

年轻代：尽可能快速地收集掉那些生命周期短的对象

• 复制算法

• Eden区

• 两个Survivor区

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对象如何晋升到老年代

• 经历一定MinorGC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）

常用的调优参数

• -XX:SurvivorRatio：Eden和Survivor的比值，默认为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：存放生命周期较长的对象

• 标记-清理算法

• 标记-整理算法

• FullGC和MajorGC

• FullGC比MinorGC慢，但执行频率低

触发FullGC条件

• 老年代空间不足

• 永久代空间不足jdk7之前

• CMS GC时出现promotion failed,concurrent mode failure

• Minor GC晋升到老年代的平均大小大于老年代剩余的空间

• 调用System.gc()

• 使用RMI来进行RPC或管理的JDK应用，每小时执行一次Full GC

新生代垃圾收集器

Stop-the-World

• JVM由于要执行GC而停止了应用程序的执行

• 任何一种GC算法中都会发生

• 多数GC优化通过减少Stop-the-World发生的时间来提高程序性能

Safepoint

• 分析过程中对象引用关系不会发生变化的点

• 产生Safepoint的地方：方法调用；循环跳转；异常跳转等

• 安全点数量得适中

JVM的运行模式

• Server——启动慢，运行快，稳定

• Client——启动快，运行较慢

垃圾收集器之间的联系

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Serial收集器（-XX:+UseSerialGC，复制算法）

• 单线程收集，进行垃圾收集时，必须暂停所有工作线程

• 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

• 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:+UseParallelGC，复制算法）

• 吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+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

• 配合-XX:+UseAdaptiveSizePolicy——由虚拟机进行调优

老年代垃圾收集器

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:+UseParallelOldGC，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）

• 初始标记：stop-the-world

• 并发标记：并发追溯标记，程序不会停顿

• 并发预清理：查找执行并发标记阶段从年轻代晋升到老年代的对象

• 重新标记：暂停虚拟机，扫描CMS堆中剩余的对象

• 并发清理：清理垃圾对象，程序不会停顿

• 并发重置：重置CMS收集器的数据结构

G1收集器（-XX:+UseG1GC，复制+标记-整理算法）

Garbage First收集器的特点

• 并发和并行

• 分代收集

• 空间整合

• 可预测的停顿

• 将整个Java堆内存划分成多个大小相等的Region

• 年轻代和老年代不再物理隔离

GC相关面试题

Object的finalize()方法的作用是否与C++的析构函数作用相同

• 与C++的析构函数不同，析构函数调用确定，而它的是不确定的

• 将未被引用的对象放置于F-Queue队列

• 方法执行随时可能会被终止

• 给予对象最后一次重生的机会

Java中的强引用，软引用，弱引用，虚引用有什么用

强引用

• 最普遍的引用：Object obj= new Object()

• 抛出OutOfMemoryError终止程序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

• 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

弱引用

• 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

• 适用于引用偶尔被使用且不影响垃圾收集的对象

虚引用

• 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

强引用>软引用>弱引用>虚引用

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类层次结构

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引用队列（ReferenceQueue）

• 无实际存储结构，存储逻辑依赖于内部节点之间的关系来表达

• 存储关联的且被GC的软引用，弱引用以及虚引用