GC相关的

1、判断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

判断的标准：

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： 无法检测岀循环引用的情况，导致内存泄露

可达性算法：

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

可以用作GC Root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
• 方法区中的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

2、垃圾回收算法

标记—清除算法(Mark and Sweep)

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

缺点： 会导致碎片化。

复制算法(Copying)

• 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

优点：

• 解决碎片化问题
• 顶序分配内存，简单高效
• 适用于对象存活率低的场景

标记—整理算法(Compacting)(老年代)

标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记。

清除：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。

优点：

• 避免内存的不连续行
• 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(Generational Conllector)

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：

Minor GC：(新生代清除算法)

Full GC：(老年代清除算法)

• Minor GC 是清除新生代。
• Major GC 是清理永久代。
• Full GC 是清理整个堆空间—包括年轻代和永久代。

当达到15岁以后，会存到老年代，或者Eden区和Survivor装不下，也会到老年代

对象如何晋升到老年代

• 经历一定 Minor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+ Pretenuer Size threshold)(达到15岁以后)

—XX：Survivorratio：Eden和 Surviⅳor的比值，默认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生代经过GC次数的最大阈值。

老年代：(存放声明周期较长的对象)

使用算法：

标记—清理算法

标记—整理算法

对整个堆内存进行垃圾回收：

Full GC 和Major GC

Full GC比 Minor GC慢，10倍左右，但执行频率低

触发Full GC的条件

• 老年代空间不足。
• 永久代空间不足。
• 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的剩余空间
• 调用 System.gc()
• 使用RMI来进行RPC或管理的JDK应用，每小时执行1次Full GC

3、分代收集算法(Generational Collector)

Stop-the-World(停止服务)

• 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(安全位置)

• 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。

常见的垃圾收集器

JVM的运行模式：

Server：重量级虚拟机，启动慢，但是启动后快。

Client：轻量级虚拟机，奇动快，但是启动后慢。

java -version

垃圾收集器之间的联系

年轻代常见的垃圾收集器

Seria收集器（-XX：+ Use SerialGC，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。

几十至几百兆基本需要几十到几百毫秒。可以忍受。

ParDew收集器（-XX+ Use ParNewGC，复制算法）

多线程收集，其余的行为、特点和 Seria收集器一样。

单核执行效率不如 Serial，在多核下执行才有优势。

开启的线程数和你的CPU核数相关。

Parallel Scavenge收集器（-XX：+ UseParallelgc，复制算法）

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。

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）

4、老年代常见的垃圾收集器

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+ Use ConcMarkSweepGC，标记清除算法）(最主要的)

几乎能与用户线程同时工作(减少停顿时间)

回收的步骤：(1.4会让JVM停止工作)

1. 初始标记：stop-the-world
2. 并发标记：并发追溯标记，程序不会停顿
3. 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
4. 重新标记：暂停虚拟机，扫描CMS堆中的剩余对象
5. 并发淸理：清理垃圾对象，程序不会停顿
6. 并发重置：重置CMS收集器的数据结构

CMS有3个明显的缺点：

1. CMS收集器对CPU资源非常敏感。
2. CMS收集器无法处理浮动垃圾，可能会出现“Concurrent Mode Failure”失败而导致另一次Full GC产生。（浮动垃圾：GC期间产生的垃圾，无法在当次收集中处理掉它们，只能留在下一次GC时再清理掉。）
3. CMS会产生大量空间碎片

G1收集器(既用于年轻代，又用于老年代)(-XX:+UseG1GC,复制+标记-整理算法)

• 并行和并发(使用多个CPU)
• 分代收集
• 空间整合(标记整理算法)
• 可预测的停顿

特点：

将整个Java堆划分为多个大小相等的Region。

年轻代和老年代不再物理隔离。

5、GC相关的面试题

1）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。
• obje的finalize()不会立即终止，还需要进行2次标记，c++中析构函数，会立即终止。

2)、Java中的强引用，软引用，弱引用，虚引用有什么用？

强引用：(Strong Reference)

• 最普遍的引用：Object obj= new Object（）。
• 抛出 OutofMemoryError(内存溢出)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nu来弱化引用，使其被回收。

软引用：(Soft Reference)

• 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

String str = new String(“abc”);

SoftReference softReference = new SoftReference<>(str);

弱引用：(Weak Reference)

• 非必须的对象，比软引用更弱一些。
• GC时会被回。
• 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。

String str = new String(“abc”);

WeakReference weakReference = new WeakReference<>(str);

虚引用：(PhantomReference)

• 不会决定对象的生命周期
• 仼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 Reference Queue联合使用

String str = new String(“abc”);

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue<>();

PhantomReference ref = new PhantomReference<>(str, queue);

四种引用的区别？

强引用>软引用>弱引用>虚引用

类层次结构

引用队列（Reference Queue）

• 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。