牛X的java程序员必备的GC基础知识, 面试肯定用的到

henryzhihua 2020-08-18

1. GC回收哪些内存区域呢?
  • 堆内存
    • 对象
    • 数组
  • 方法区
    • 该类所有的额实例都已经被回收, 也就是java堆中不存在该类的任何实例
    • 加载该类的ClassLoader已经被回收
    • 该类对应的java.lang.Class对象在任何地方没有被引用, 也无法通过反射访问该类方法。
    • 垃圾回收性价比比较低, 一般不回收
    • 废弃常量
    • 无用的类(需要同时满足以下三个条件)

2. GC是如何判断垃圾对象的?

1. 引用计数法

给对象的对象头中添加一个counter引用计数器,当该对象被引用时,counter+1,当不被引用时, counter-1

当对象的counter为0时,则说明该对象不可用,也就是垃圾对象。

缺点:容易引起对象之间的互相循环引用,造成死锁状态。

2. 可发性分析算法

通过GC Roots的对象为起点,向下搜索,能到达的对象为不可回收对象,不能到达的对象为需要回收的对象。Java中就是通过可达性分析算法来判定对象是否存活的。

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3. 对象引用

无论是通过引用计数算法判断对象的引用数量,还是通过根搜索算法判断对象的引用链是否可达,判定对象是否存活都与“引用”有关。

在JDK1.2之前,Java中的引用的定义很传统:如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址,就称这块内存代表着一个引用。这种定义很纯粹,但是太过狭隘,一个对象在这种定义下只有被引用或者没有被引用两种状态。我们希望能描述这样一类对象:当内存空间还足够时,则能保留在内存之中;如果

在JDK1.2之后,Java对引用的概念进行了扩充,将引用分为强引用(Strong Reference)、软引用(Soft Reference)、弱引用(Weak Reference)、虚引用(Phantom Reference),这四种引用强度依次逐渐减弱。

  • 强引用就是指在程序代码之中普遍存在,类似“Object obj = new Object()”这类的引用,只要强引用还存在,垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
  • 软引用用来描述一些还有用,但并非必需的对象。对于软引用关联着的对象,在系统将要发生内存溢出异常之前,将会把这些对象列进回收范围之中并进行第二次回收。如果这次回收还是没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。在JDK1.2之后提供了SoftReference类来实现软引用。
  • 弱引用也是用来描述非必需对象的,但是它的强度比软引用更弱一些,被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时,无论当前内存是否足够,都会回收掉只被弱引用关联的的对象。在JDK1.2之后提供了WeakReference类来实现弱引用。
  • 虚引用(幽灵引用、幻影引用),他是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在,完全不会对其生存时间构成影响,也无法通过虚引用来取得一个对象实例。为一个对象*设置虚引用关联的唯一目的就是希望能*在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。在JDK1.2之后,提供了PhantomReference类来实现虚引用。

4. 回收过程

第一次标记:使用可达性分析算法分析之后,判断对象不可达。

第二次标记:finalize()方法(上诉或者对象自我救赎的唯一方式)。该方法会被垃圾回收器去调 用,并且只会被调用一次。所以可以在finalize方法中,重新建立可达性关联,那么就完成了自我 救赎。否则被第二次标记。

3. 垃圾对象时怎么被回收的呢?

1. 复制回收算法

使用复制算法的垃圾回收步骤:

当Eden区发生垃圾回收之后,会将Eden区和Survivor其中的一块区域中的对象,复制到另一块 Survivor区域

然后将将Eden区和Survivor其中的一块区域中的对象完全清理掉。

缺点:内存分配时会浪费新生代的10%的空间。

2. 标记清除算法

最基本的算法,主要分为标记和清除2个阶段。首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象

缺点:

效率不高。
产生空间碎片。会产生大量不连续的内存碎片,会导致大对象可能无法分配,提前触发GC

3. 标记整理算法

老年代没有人担保,不能用复制回收算法。可以用标记-整理算法,标记过程仍然与“标记-清除”算法一样,然后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

4. 分代回收算法

当前商业虚拟机都是采用这种算法。根据对象的存活周期的不同将内存划分为几块。

新生代,每次垃圾回收都有大量对象失去,选择复制算法。
老年代,对象存活率高,无人进行分配担保,就必须采用标记清除或者标记整理算法

5. 内存分配担保

在JVM的内存分配时,也有这样的内存分配担保机制。就是当在新生代无法分配内存的时候,把新生代的对象转移到老生代,然后把新对象放入腾空的新生代。

4. GC方式有哪些?

minorGC

新生代的垃圾回收,很快就回收了,新生代回收的频率高

MajorGC

老年代的垃圾回收 比minorGC慢10倍

fullGC

整个JVM的垃圾回收。 整个堆(minorGC和majorGC)和方法区的垃圾回收。

  • system.gc()

  • 老年代不够用

  • 方法区不够用

当新生代的对象无法被老年代担保成功时

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