提纲：

🔥GC

• 确认回收对象

• 垃圾回收算法

• 分代回收

• 垃圾回收器

🎈面试八股真题

• 1、如何判断对象可以被回收？

• 2、JVM的永久代中会发生垃圾回收么？

• 3、你知道哪些垃圾收集算法

• 4、常见调优工具有哪些

• 5、Minor GC与Full GC分别在什么时候发生？

• 6、你知道哪些JVM性能调优参数？

• 7、对象一定分配在堆中吗？有没有了解逃逸分析技术？

• 8、如何选择垃圾收集器？

一、GC

1. 确认回收对象

• 引用计数算法：为对象 A 准备一个引用计数器，每有一个对象 B 引用了 A，就为计数器 +1，每有一个引用失效时，-1，当计数为 0 时需要回收 # 当 A 与 B 互相引用会造成均无法回收

• 可达性分析算法：先确认 GC Root 根对象，若从所有 root 对象开始搜索的引用链均无法到达对象，则需要回收

  • 根对象

    • 1、栈帧中本地变量表引用的对象

    • 2、本地方法栈引用的对象

    • 3、静态变量引用的对象

    • 4、方法区中常量引用的对象

  • 四种引用

    • 1、强引用：不会回收引用链上的强引用对象

    • 2、软引用：在垃圾回收后若内存仍然不足，对软引用对象进行第二次回收，继承 SoftReference 实现

    • 3、弱引用：在垃圾回收时进行回收，使类继承 WeakReference 即可实现 # 如 ThreadLocal 就继承自 WeakReference

    • 4、虚引用：回收对象后将虚引用放入引用队列，并在垃圾回收后由 Reference Handler 执行对应的方法 # 例如 ByteBuffer 中使用的 Cleaner，Cleaner 继承自 PhantomReference 虚引用，通过 create 方法将对象与一个回调接口进行绑定，最终由 Reference Handler 线程来执行这个回调方法进行资源的回收

2.垃圾回收算法

• 标记清除

  • 原地的将需要回收的对象进行删除

  • 优点：效率高

  • 缺点：会产生大量内存碎片

• 标记整理

  • 在标记清除过后，移动内存中剩下的对象来整理，让内存完全分为已使用和未使用的两块区域

  • 优点：没有内存碎片

  • 缺点：效率低，并且整理的过程中需要阻塞其他工作线程

• 拷贝

  • 将内存分为大小相等的 From 区和 To 区，垃圾回收时将不需要回收的对象拷贝至 To 区，然后原地清空 From 区

  • 优点：效率高于标记整理且不会有内存碎片

  • 缺点：需要双倍的内存空间

3.分代回收

• 新生代

  • 分为伊甸园区和幸存区，对象创建时分配在伊甸园区，若伊甸园区内存不足，触发一次新生代的 minor GC

  • 大对象会直接放入老年代，避免大对象在幸存区频繁拷贝

  • 在一次 minor GC 后存活的新生代对象会为对象头中分代年龄 age + 1，当 age > 15 时放入老年代

  • 空间分配担保：判断老年代是否够用的标准 #在进行 minor GC 前，JVM 需要检查老年代可用内存空间是否大于新生代对象总大小，若不满足，即担保失败，则可能造成新生代对象晋升至老年代失败；如果允许担保失败，会计算老年代剩余空间是否大于历次晋升的大小，若小于或不允许担保失败，就会触发 full GC

4.垃圾回收器

• Serial：单线程的垃圾回收器，采用拷贝算法

• Parnew：Serial 的多线程版，能与 CMS 搭配使用，可以通过配置修改最大回收线程数

• Parallel Scavenge：并行的多线程垃圾回收器，关注吞吐量，即单次 STW 时间可能较长，但垃圾回收时间占程序运行总时间最少，适合不需要频繁网络交互的运算业务

• Serial old：Serial 老年版，使用标记整理算法

• Parallel old：并行老年版，搭配青春版使用追求最大吞吐量，采用标记整理算法

• CMS：多线程的老年代垃圾回收器

  • 回收过程

    • 1、单次 STW，标记所有 root 可以直接到达的对象

    • 2、恢复工作线程，并发的标记垃圾回收对象

    • 3、并发标记期间，可能对象的引用状态发生了变化，再次 STW 进行重新标记

    • 4、并发清除，采用标记清除算***产生大量内存碎片

  • 缺陷

    • 1、CMS 默认启动的回收线程数是 (cpu + 3) / 4，对 cpu 资源敏感，虽然单次 STW 时间短，但在回收时会让程序运行变慢，使总吞吐量下降

    • 2、CMS 采用的是标记清除算***在老年代产生内存碎片，可能频繁触发 full GC

    • 3、在并发进行清除时，工作线程还会不断产生垃圾，也就是浮动垃圾，当 CMS 垃圾回收速度无法跟上浮动垃圾产生速度时，会导致并发失败，采用 Serial old 的方式回收，大大降低效率

    • 4、为了应对浮动垃圾，需要在老年代预留出一部分空间，因而无法完全使用老年代，可以通过调整参数控制老年代最大使用，默认是 68%，若太大会造成预留空间不够，频繁的并发收集失败，若太小会造成实际老年代大小太小，就会频繁触发 full GC

• G1 垃圾回收器

  • 内存分配方式

    • 1、仅是逻辑上将堆内存分为新生代和老年代，实际将整个堆内存划分为 2048 个独立的 Region，每一个Region 是一个连续的内存空间

    • 2、将一部分 Region 用作新生代，一部分用作老年代，并使用特殊的 Region(Humongous) 专门存放大对象，如果一个 H 区也放不下，会寻找连续的 H 区尝试存储，如果还放不下，才会触发 full GC，总之就是比有大量内存碎片的 CMS 更好的处理了大对象的