面試題1：簡(jiǎn)單說(shuō)一下java的垃圾回收機(jī)制。

任何語(yǔ)言在運(yùn)行過(guò)程中都會(huì)創(chuàng)建對(duì)象，也就意味著需要在內(nèi)存中為這些對(duì)象在內(nèi)存中分配空間，如果這些對(duì)象只增加不減少，那么堆空間很快就會(huì)被耗盡。因此在這些對(duì)象失去使用的意義的時(shí)候，需要釋放掉這些內(nèi)容，保證內(nèi)存能夠提供給新的對(duì)象使用，對(duì)于對(duì)象內(nèi)存的釋放就是垃圾回收機(jī)制，也叫做gc（Garbage Collection，GC）。

對(duì)于java開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)gc是一個(gè)雙刃劍，像C語(yǔ)言的垃圾回收是人工的，工作量大，但是可控性高。而java是自動(dòng)化的，但是可控性很差，甚至有時(shí)會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出的情況，內(nèi)存溢出也就是jvm分配的內(nèi)存中對(duì)象過(guò)多，超出配置的JDK最大可分配內(nèi)存的大小。

面試題2：JVM會(huì)在什么時(shí)候進(jìn)行GC呢？

JVM常在以下幾種場(chǎng)景時(shí)進(jìn)行GC操作：

• 在cpu空閑的時(shí)候自動(dòng)進(jìn)行回收
• 主動(dòng)調(diào)用System.gc()后嘗試進(jìn)行回收，是否回收由JVM決定。
• Eden區(qū)域滿(mǎn)了，或者新創(chuàng)建的對(duì)象大小 > Eden所?？臻g，執(zhí)行Minor GC。
• 升到老年代的對(duì)象大于老年代剩余空間的時(shí)候執(zhí)行Full GC，或者Young GC中發(fā)生promotion failure`強(qiáng)制Full GC 。
• 在堆內(nèi)存存儲(chǔ)滿(mǎn)了之后進(jìn)行GC，如gc與非gc時(shí)間耗時(shí)超過(guò)了GCTimeRatio的限制引發(fā)OOM

  YGC出現(xiàn)promotion failure的場(chǎng)景: promotion failure發(fā)生在Young GC, 如果Survivor區(qū)當(dāng)中存活對(duì)象的年齡達(dá)到了設(shè)定值，會(huì)就將Survivor區(qū)當(dāng)中的對(duì)象拷貝到老年代，如果老年代的空間不足，就會(huì)發(fā)生promotion failure， 強(qiáng)制進(jìn)行Full GC 。

追問(wèn)1：介紹一下不同代空間的垃圾回收機(jī)制

新生代（Young generation）：

從年輕代空間（包括 Eden 和 Survivor 區(qū)域）回收內(nèi)存被稱(chēng)為 Minor GC,因?yàn)?Java 對(duì)象大多都具備朝生夕滅（很快不再使用）的特性，所以 Minor GC 非常頻繁，一般回收速度也比較快。這一定義既清晰又易于理解。。

老年代（Old generation）：

對(duì)象沒(méi)有變得不可達(dá)，并且從新生代周期中存活了下來(lái)，會(huì)被拷貝到這里。其區(qū)域分配的空間要比新生代多。也正由于其相對(duì)大的空間，發(fā)生在老年代的GC次數(shù)要比新生代少得多。清理老年代內(nèi)存一般直接是 Full GC來(lái)清理。

默認(rèn)的新生代（Young generation）、老年代（Old generation）所占空間比例為 1 : 2 。

持久代（Permanent generation）:

也稱(chēng)之為方法區(qū)（Method area）：用于保存類(lèi)常量以及字符串常量。注意，這個(gè)區(qū)域不是用于存儲(chǔ)那些從老年代存活下來(lái)的對(duì)象，這個(gè)區(qū)域也可能發(fā)生GC。發(fā)生在這個(gè)區(qū)域的GC事件為 Major GC 。

出現(xiàn)了 Major GC，經(jīng)常會(huì)伴隨至少一次的 Minor GC（但非絕對(duì)的，ParallelScavenge 收集器的收集策略里就有直接進(jìn)行 Major GC 的策略選擇過(guò)程） 。MajorGC 的速度一般會(huì)比 Minor GC 慢 10倍以上。只不過(guò)在這個(gè)區(qū)域發(fā)生GC的條件非常嚴(yán)苛，必須符合以下三種條件才會(huì)被回收：

1.所有實(shí)例被回收

2.載該類(lèi)的ClassLoader 被回收

3.Class 對(duì)象無(wú)法通過(guò)任何途徑訪(fǎng)問(wèn)（包括反射）

 追問(wèn)2：能說(shuō)一下新生代空間的構(gòu)成與執(zhí)行邏輯么？

新生代（Young generation）用來(lái)保存那些第一次被創(chuàng)建的對(duì)象，它被分成三個(gè)空間：

• 一個(gè)伊甸園空間（Eden）
• 兩個(gè)幸存者空間（From Survivor、To Survivor）

默認(rèn)新生代空間的分配：Eden : From : To =8 : 1 : 1

每個(gè)空間的執(zhí)行說(shuō)明如下：

• 絕大多數(shù)剛剛被創(chuàng)建的對(duì)象會(huì)存放在伊甸園空間（Eden）。當(dāng)一個(gè)對(duì)象被判定為 死亡 的時(shí)候，GC 就有責(zé)任來(lái)回收掉這部分對(duì)象的內(nèi)存空間。
• 新生代是 GC 最頻繁區(qū)域。當(dāng)對(duì)象在 Eden ( 包括一個(gè) Survivor 區(qū)域，假設(shè)是 from 區(qū)域 ) 出生后，在經(jīng)過(guò)一次 Minor GC后，如果對(duì)象還存活，并且能夠被另外一塊 Survivor 區(qū)域所容納(上面已經(jīng)假設(shè)為 from 區(qū)域，這里應(yīng)為 to 區(qū)域，即 to 區(qū)域有足夠的內(nèi)存空間來(lái)存儲(chǔ) Eden 和 from 區(qū)域中存活的對(duì)象 )，則使用復(fù)制算法將這些仍然還存活的對(duì)象復(fù)制到另外一塊 Survivor 區(qū)域 ( 即 to 區(qū)域 )中，然后清理所使用過(guò)的 Eden以及 Survivor 區(qū)域 ( 即from 區(qū)域 )，并且將這些對(duì)象的年齡設(shè)置為1。可見(jiàn)，兩個(gè)幸存者空間，必須有一個(gè)是保持空的。
• 此后，對(duì)象在 Survivor 區(qū)每熬過(guò)一次 Minor GC，就將對(duì)象的年齡 + 1，當(dāng)對(duì)象的年齡達(dá)到某個(gè)值時(shí) ( 默認(rèn)是 15 歲，可以通過(guò)參數(shù) -XX:MaxTenuringThreshold 來(lái)設(shè)定)，這些對(duì)象就會(huì)成為老年代。
• 但也有例外的，對(duì)于一些較大的對(duì)象 (即需要分配一塊較大的連續(xù)內(nèi)存空間 ) 則是直接進(jìn)入到老年代。。

如何判定對(duì)象死亡：通過(guò)引用計(jì)數(shù)法、可達(dá)性分析算法判斷是否還存在引用，以及結(jié)合根據(jù)對(duì)象引用強(qiáng)度判斷；

以下流程評(píng)論區(qū)朋友們有歧義，經(jīng)查證確實(shí)是有問(wèn)題的，保留下來(lái)引以為戒。

• 絕大多數(shù)剛剛被創(chuàng)建的對(duì)象會(huì)存放在伊甸園空間（Eden）。
• 在伊甸園空間執(zhí)行第一次GC（Minor GC）之后，存活的對(duì)象被移動(dòng)到其中一個(gè)幸存者空間（Survivor）。
• 此后，每次伊甸園空間執(zhí)行GC后，存活的對(duì)象會(huì)被堆積在同一個(gè)幸存者空間。
• 當(dāng)一個(gè)幸存者空間飽和，還在存活的對(duì)象會(huì)被移動(dòng)到另一個(gè)幸存者空間。然后會(huì)清空已經(jīng)飽和的哪個(gè)幸存者空間，可見(jiàn)，兩個(gè)幸存者空間，必須有一個(gè)是保持空的。
• 在以上步驟中重復(fù)N次（N = MaxTenuringThreshold（年齡閥值設(shè)定，默認(rèn)15））依然存活的對(duì)象，就會(huì)被移動(dòng)到老年代。

當(dāng)然，也有例外出現(xiàn)，對(duì)于一些比較大的對(duì)象（需要分配一塊比較大的連續(xù)內(nèi)存空間）則直接進(jìn)入到老年代。一般在Survivor 空間不足的情況下發(fā)生。

追問(wèn)3：說(shuō)一下發(fā)生OOM時(shí)，垃圾回收機(jī)制的執(zhí)行流程。

1.對(duì)于一個(gè)很大的對(duì)象或數(shù)組，我們會(huì)首先在Eden 嘗試創(chuàng)建，如果Eden區(qū)內(nèi)存不夠，創(chuàng)建不了，則觸發(fā)Minor GC；

2.Minor GC完成后繼續(xù)嘗試在Eden區(qū)存放，發(fā)現(xiàn)仍然放不下；

3.嘗試直接進(jìn)入老年代，老年代也放不下

4.觸發(fā) FULL GC 清理老年代的空間

5.FULL GC完成后嘗試往老年代里放，還是放不下

6.OOM

面試題3：Full GC 、Major GC和 Minor GC有什么不同

我們見(jiàn)過(guò)很多 GC 名詞如：Minor GC、Young GC、Full GC、Old GC、Major GC、Mixed GC等。那么這么多GC如何進(jìn)行大致區(qū)分？下面我們引用 R 大在知乎上的回答：

針對(duì) HotSpot VM 的實(shí)現(xiàn)，它里面的 GC 其實(shí)準(zhǔn)確分類(lèi)有兩種:

1.Partial GC(局部 GC): 并不收集整個(gè) GC 堆的模式

•  Young GC: 只收集 Young Gen 的 GC，Young GC 還有種說(shuō)法就叫做 Minor GC，兩者是一個(gè)意思；
• Old GC: 只收集 old gen 的 GC，只有垃圾收集器 CMS 的 concurrent collection 是這個(gè)模式；
• Mixed GC: 收集整個(gè) Young Gen 以及部分 old gen 的 GC，只有垃圾收集器 G1 有這個(gè)模式；

2.Full GC(全局 GC): 收集整個(gè)堆，包括新生代，老年代，永久代(在 JDK 1.8 及以后，永久代被移除，換為 metaspace 元空間)等所有部分的模式；

接下來(lái)讓我們?cè)賮?lái)了解下各個(gè) GC：

(1)Minor GC / Young GC

首先我們先來(lái)看下 Minor GC / Young GC，大家都知道，新生代(Young Gen)也可以稱(chēng)之為年輕代，這兩個(gè)名詞是等價(jià)的。那么在年輕代中的 Eden 內(nèi)存區(qū)域被占滿(mǎn)之后，實(shí)際上就需要觸發(fā)年輕代的 GC，或者是新生代的 GC。

其實(shí)就是所謂的 Minor GC，也可以稱(chēng)之為 Young GC。

(2)Old GC

所謂的老年代 GC，稱(chēng)之為 Old GC 更加合適一些，因?yàn)閺淖置嬉饬x上就可以理解，這就是所謂的老年代 GC。

(3)Full GC

對(duì)于 Full GC，可以說(shuō) Full GC 指的是針對(duì)新生代、老年代、永久代的全體內(nèi)存空間的垃圾回收，所以稱(chēng)之為 Full GC。

(4)Major GC

上面我們提到，Major GC用于處理方法區(qū)的對(duì)象。這個(gè)區(qū)域不是用于存儲(chǔ)那些從老年代存活下來(lái)的對(duì)象，這個(gè)區(qū)域也可能發(fā)生GC，發(fā)生概率很低。

(5)Mixed GC

Mixed GC 是 G1 中特有的概念，其實(shí)說(shuō)白了，主要就是說(shuō)在 G1 中，一旦老年代占據(jù)堆內(nèi)存的 45%(-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent：設(shè)置觸發(fā)標(biāo)記周期的 Java 堆占用率閾值，默認(rèn)值是 45%。這里的Java 堆占比指的是 non_young_capacity_bytes，包括 old + humongous)，就要觸發(fā) Mixed GC，此時(shí)對(duì)年輕代和老年代都會(huì)進(jìn)行回收。Mixed GC 只有 G1 中才會(huì)出現(xiàn)。

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家更多內(nèi)容！

最新評(píng)論