jvm的垃圾回收器以及觸發(fā)full gc的場景

JVM（Java虛擬機）的垃圾回收器有很多種，主要包括以下幾種：

• Serial收集器：串行收集器是最古老、最穩(wěn)定的收集器。它使用單個線程進行垃圾收集工作，在進行垃圾回收時會暫停所有用戶線程。
• ParNew收集器：ParNew是Serial收集器的多線程版本，也被稱為“并行年輕代收集器”，可以與CMS收集器配合使用。
• Parallel收集器：Parallel收集器是一種多線程并行的垃圾收集器，用于新生代和老年代的回收。
• CMS收集器：CMS（Concurrent Mark-Sweep）收集器是一種以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器，主要用于老年代的垃圾回收。
• G1收集器：G1（Garbage-First）收集器是一種面向服務端應用的垃圾收集器，逐步取代CMS收集器，具有更可控的停頓時間和高效的并發(fā)能力。

除了上述列出的垃圾回收器之外，還有其他一些實驗性質(zhì)或特定用途的收集器，如ZGC（Z Garbage Collector）和Shenandoah等。

不同的垃圾回收器適用于不同的場景和需求，開發(fā)人員可以根據(jù)應用的特點選擇合適的垃圾回收器來優(yōu)化性能。

Full GC（Full Garbage Collection）是Java中一種對整個堆內(nèi)存進行清理和整理的操作，它會停止應用程序的所有線程，包括Young Generation和Old Generation的內(nèi)存區(qū)域都會被掃描和回收。

Full GC通常發(fā)生在以下幾種情況下：

• 當Eden區(qū)滿了，并且觸發(fā)Minor GC后，存活對象無法全部晉升到Survivor區(qū)時，會將剩余的對象直接放入老年代，如果老年代空間不足以容納這些對象，就會觸發(fā)Full GC。
• 在Old Generation中進行大對象分配時，如果無法找到足夠的連續(xù)空間來分配該大對象，也會觸發(fā)Full GC。
• 永久代（在JDK 8之前）或元空間（在JDK 8及更高版本）內(nèi)存不足時，可能會觸發(fā)Full GC。
• 顯式調(diào)用System.gc()方法，通知虛擬機執(zhí)行Full GC。
• CMS（Concurrent Mark-Sweep）垃圾收集器在并發(fā)標記階段出現(xiàn)"Concurrent Mode Failure"時，會導致一次Full GC。

需要注意的是，F(xiàn)ull GC的頻繁發(fā)生會影響系統(tǒng)的性能，因此在實際開發(fā)中需要合理設置堆內(nèi)存大小、優(yōu)化程序設計以盡量減少Full GC的發(fā)生。

jvm垃圾回收面試題

如何判斷對象是否死亡（兩種方法）

引用計數(shù)法對象 + 一個引用計數(shù)器，引用 +1；失效 -1；任何時候計數(shù)器為 0 的對象就是不可能再被使用的。

這個方法實現(xiàn)簡單，效率高，但是目前主流的虛擬機中并沒有選擇這個算法來管理內(nèi) 存，其最主要的原因是它很難解決對象之間相互循環(huán)引用的問題。

可達性分析算法 “GC Roots” 對象為起點，從這些節(jié)點開始向下搜索，節(jié)點所走過的路徑稱為引用鏈，當一個對象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連的話，則證明此對象是不可用的。

可作為 GC Roots 的對象包括下面幾種：

• 虛擬機棧(棧幀中的本地變量表)中引用的對象
• 本地方法棧(Native 方法)中引用的對象
• 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象
• 方法區(qū)中常量引用的對象
• 所有被同步鎖持有的對象

簡單的介紹一下強引用、軟引用、弱引用、虛引用

（虛引用與軟引用和弱引用的區(qū) 別、使用軟引用能帶來的好處）。

JDK1.2 前，傳統(tǒng)引用定義：reference 類型數(shù)據(jù)存儲數(shù)值代表另一塊內(nèi)存的起始地址。

JDK1.2 后，引用擴充，分為強、軟、弱、虛四種（引用強度逐漸減弱）

強引用，垃圾回收器不回收。當內(nèi)存不足，Java 虛擬機拋出 OutOfMemoryError 錯誤

軟引用，內(nèi)存空間足夠，不回收。內(nèi)存不足，回收。可實現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。 如果軟引用的對象被垃圾回收，jvm把軟引用加入關(guān)聯(lián)引用隊列。

軟引用加速垃圾回收，維護系統(tǒng)安全，防止(OOM)等問題的產(chǎn)生。

弱引用，弱、軟區(qū)別——弱對象生命周期更短。不管內(nèi)存空間是否足夠，都回收。

虛引用，虛引用不決定對象生命周期。在任何時候可能被垃圾回收。虛引用跟蹤對象被垃圾回收的活動。

虛引用與軟引用和弱引用的區(qū)別： 虛引用必須和引用隊列 （ReferenceQueue）聯(lián)合使用。

如何判斷一個常量是廢棄常量

1. JDK1.7 之前，運行時常量池 （字符串常量池）→→方法區(qū), 方法區(qū)實現(xiàn)永久代

2. JDK1.7 字符串常量池→→堆, 運行時常量池→→方法區(qū)。

3. JDK1.8 元空間 取代 永久代, 字符串常量池→→堆, 運行時常量池→→方法區(qū)，方法區(qū)實現(xiàn)元空間

字符串常量池中存在字符串 "abc"，當前沒有任何 String 對象引用，就說明常量 "abc" 就是廢棄常量，如果這時發(fā)生內(nèi)存回收，"abc" 被清理。

如何判斷一個類是無用的類

• 該類所有實例被回收。
• ClassLoader 被回收。
• java.lang.Class 對象不被引用，無法通過反射訪問。

垃圾收集有哪些算法，各自的特點？

標記-清除/復制/整理、分代收集

標記-清除算法“標記”出所有不回收對象，“清除”回收沒有被標記對象。

1. 效率問題 2. 空間問題（標記清除后會產(chǎn)生大量不連續(xù)的碎片）

標記-復制算法內(nèi)存分為兩塊， 每次用一塊。一塊用完，將存活對象復制到另一塊， 然后清理使用的空間。每次對內(nèi)存一半回收。

標記-整理算法“標記”出所有不回收對象，所有存活對象向一端移動，清理端邊界以外內(nèi)存。

分代收集算法根據(jù)對象存活周期不同將內(nèi)存分為幾塊。一般將 java 堆分為新生代和老年代。

比如新生代中，每次收集都會有大量對象死去，選擇”標記-復制“算法，付出少量對象的復制成本。老年代的對象存活率比較高，必須選擇“標記-清除”或“標記-整理”算法進行垃圾收集。

HotSpot 為什么要分為新生代和老年代？

常見的垃圾回收器有哪些？

Serial 收集器一個單線程收集器。新生代采用標記-復制算法，老年代采用標記-整理算法。簡單高效。適合Client 模式下的虛擬機

ParNew 收集器是 Serial 收集器的多線程版本，能與 CMS 收集器工作。適合Server 模式下的虛擬機

Parallel Scavenge 收集器Parallel Scavenge 收集器關(guān)注點是吞吐量（運行用戶代碼時間與 CPU 總消耗時間的比值）。CMS 等垃圾收集器 關(guān)注點是用戶線程的停頓時間（提高用戶體驗）。

Serial Old 收集器 Serial 收集器的老年代版本，一個單線程收集器。兩大用途：JDK1.5 以前與 Parallel Scavenge 收集器搭配使用，另一種用途是作為 CMS 收集器的后備方案。

Parallel Old 收集器 Parallel Scavenge 收集器的老年代版本。使用多線程和“標記-整理”算法。在注重吞吐量 以及 CPU 資源的場合，優(yōu)先考慮 Parallel Scavenge 收集器和 Parallel Old 收集 器。

CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器一種獲取最短回收停頓時間為目標的收集器。 第一款并發(fā)收集器，第一次實現(xiàn)垃圾收集線程與用戶線程同時工作。優(yōu)點：并發(fā)收集、低停頓。缺點：CPU 資源敏感； 無法處理浮動垃圾； “標記-清除”算法結(jié)束時產(chǎn)生大量空間碎片。

• 初始標記： 暫停所有線程，記錄 root 相連對象
• 并發(fā)標記： 同時開啟 GC 和用戶線程，閉包記錄可達對象。
• 重新標記： 修正并發(fā)標記期間標記產(chǎn)生變動的標記記錄
• 并發(fā)清除： 開啟用戶線程，同時 GC 線程對未標記的區(qū)域做清掃。

G1 (Garbage-First)一款面向服務器的垃圾收集器。高概率滿足 GC 停頓時間要求，高吞吐量性能特征。被視為 JDK1.7 中 HotSpot 虛擬機的一個重要進化特征。

• 并行與并發(fā)：G1 充分利用 CPU、多核環(huán)境，縮短 Stop-The-World 停頓時間。
• 分代收集：保留分代概念。
• 空間整合：G1 整體“標記-整理”；局部“標記-復制”。
• 可預測的停頓：G1 除了追求低停頓外，建立可預測的停頓時間模型。

G1 收集器的運作： 初始標記 并發(fā)標記 最終標記 篩選回收

G1 收集器在后臺維護了一個優(yōu)先列表，每次根據(jù)允許的收集時間，優(yōu)先選擇回收價值 最大的 Region(這也就是它的名字 Garbage-First 的由來) 。

ZGC 收集器 與 CMS 中的 ParNew 和 G1 類似，ZGC 也采用標記-復制算法，不過 ZGC 對該算法做了重大改進。

介紹一下 CMS,G1 收集器。 Minor Gc 和 Full GC 有什么不同呢？

部分收集 (Partial GC)：

新生代收集（Minor GC / Young GC）：只對新生代進行垃圾收集；老年代收集（Major GC / Old GC）：只對老年代進行垃圾收集。需要注意的是 Major GC 在有的語境中也用于指代整堆收集；混合收集（Mixed GC）：對整個新生代和部分老年代進行垃圾收集。

整堆收集 (Full GC)：收集整個 Java 堆和方法區(qū)。

Minor GC觸發(fā)條件：當Eden區(qū)滿時，觸發(fā)Minor GC。

Full GC觸發(fā)條件：

• 通過Minor GC后進入老年代的平均大小大于老年代的可用內(nèi)存。如果發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)說之前Minor GC的平均晉升大小比目前old gen剩余的空間大，則不會觸發(fā)Minor GC而是轉(zhuǎn)為觸發(fā)full GC。
• 老年代空間不夠分配新的內(nèi)存（或永久代空間不足，但只是JDK1.7有的，這也是用元空間來取代永久代的原因，可以減少Full GC的頻率，減少GC負擔，提升其效率）。
• 由Eden區(qū)、From Space區(qū)向To Space區(qū)復制時，對象大小大于To Space可用內(nèi)存，則把該對象轉(zhuǎn)存到老年代，且老年代的可用內(nèi)存小于該對象大小。
• 調(diào)用System.gc時，系統(tǒng)建議執(zhí)行Full GC，但是不必然執(zhí)行。

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

最新評論