Java面试集中营-03垃圾回收

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垃圾回收算法

对象存活算法 引用计数法

堆中每个对象实例都有一个引用计数。当一个对象被创建时,且将该对象实例分配给一个变量,该变量计数设置为1。当任何其它变量被赋值为这个对象的引用时,计数加1(a = b,则b引用的对象实例的计数器+1),但当一个对象实例的某个引用超过了生命周期或者被设置为一个新值时,对象实例的引用计数器减1。任何引用计数器为0的对象实例可以被当作垃圾收集。当一个对象实例被垃圾收集时,它引用的任何对象实例的引用计数器减1

缺点:循环引用解决不了

可达性分析算法判断对象是否存活算法,讲解对象垃圾回收对象是否回收判断

从一个节点GC ROOT开始,寻找对应的引用节点,找到这个节点以后,继续寻找这个节点的引用节点,当所有的引用节点寻找完毕之后,剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点,即无用的节点

可作为GCROOT的对象

  • 虚拟机栈中引用的对象(本地变量表)
  • 本地方法栈中引用的对象
  • 方法区中静态属性引用的对象
  • 方法区中常量引用的对象

标记清除

首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象,它的标记过程就是引用计数算法或者可达性分析

缺点:标记清楚后会产生大量不连续的内存碎片。

复制算法(新生代在使用的)

复制算法是新生代中GC的算法。将内存分为Eden与两个Suprvivor,内存比例 8:1:1。当回收时,将 Eden 和 Survivor 中还存活着的对象一次性地复制到另外一块 Survivor 空间上,最后清理掉 Eden 和刚才用过的 Survivor 空间。当然,90%的对象可回收只是一般场景下的数据,我们没有办法保证每次回收都只有不多于 10%的对象存活,当 Survivor 空间不够用时,需要依赖其他内存(这里指老年代)进行分配担保(Handle Promotion)。

标记整理算法讲解以及分代收集算法

  1. 标记整理算法解决了什么问题

复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作,效率将会变低。更关键的是,如果不想浪费 50%的空间,就需要有额外的空间进行分配担保,以应对被使用的内存中所有对象都 100%存活的极端情况,所以在老年代一般不能直接选用这种算法

  1. 标记-整理

根据老年代的特点,有人提出了另外一种“标记-整理(Mark- Compact)算法,标记过程仍然与“标记-清除”算法一样,但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存 3. 分代收集

一般把 Java 堆分为新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法 在新生代中,每次垃圾收集时都发现有大批对象死去,只有少量存活,那就选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保,就必须使用“标记-清理”或者“标记一整理”算法来进行回收

垃圾回收器

Serial

Serial是一个单线程的垃圾收集器

  • 它进行垃圾收集时,必须暂停其他所有的工作线程,直到它收集结束。在用户不可见的情况下把用户正常工作的线程全部停掉

parnew

ParNew 收集器其实就是 Serial 收集器的多线程版本。

  • 是回收新生代的垃圾对象
  • 是多线程的Serial,它进行垃圾收集时,必须暂停其他所有的工作线程,直到它收集结束
  • 使用-XX: ParallelGCThreads 参数来限制垃圾收集的线程数

parallel scavenge收集器

  • 是一个新生代垃圾收集器,使用的是复制算法收集器
  • 也称“吞吐量优先”收集器。CPU用于运行用户代码的时间与CPU总时间的比值,99%时间执行用户线程,1%时间回收垃圾 ,这时候吞吐量就是99%。

CMS收集器

  • CMS (Concurrent Mark Sweep)收集器是-种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。
  • CMS 收集器是基于“标记-清除”算法实现的

步骤:

  • 初始标记(CMS initial mark) -----标记一下 GC Roots 能直接关联到的对象,速度很快
  • 并发标记(CMS concurrent mark --------并发标记阶段就是进行 GC RootsTracing 的过程
  • 重新标记(CMS remark) -----------为了修正并发标记期间因用户程序导致标记产生变动的标记记录
  • 并发清除(CMS concurrent sweep)

缺点:对CPU资源非常敏感,无法处理并发清除阶段产生的新垃圾,标记-清除算法有空间碎片

G1收集器

  • 面向服务端应用的垃圾收集器
  • G1是空间整合。基于标记 - 整理算法,无内存碎片产生
  • 使用G1收集器时,Java堆的内存布局与其他收集器有很大差别,它将整个Java堆划分为多个大小相等的独立区域(Region),虽然还保留有新生代和老年代的概念,但新生代和老年代不再是物理隔离的了,它们都是一部分(可以不连续)Region的集合。
  • G1 收集器之所以能建立可预测的停顿时间模型

G1收集器的步骤

  • 初始标记(Initial Marking) --标记一下 GC Roots 能直接关联到的对象
  • 并发标记(Concurrent Marking)---从GC Root 开始对堆中对象进行可达性分析,找出存活的对象,这阶段耗时较长,但可与用户程序并发执行
  • 最终标记(Final Marking) ---为了修正在并发标记期间因用户程序继续运作而导致标记产生变动的那一部分标记记录。虚拟机将这段时间对象变化记录在线程 Remembered Set Logs 里面,最终标记阶段需要把 Remembered Set Logs的数据合并到 Remembered Set 中
  • 筛选回收(Live Data Counting and Evacuation)

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