面试题:JVM,GC垃圾回收机制

帅比萌擦擦* 提交于 2020-03-09 17:00:12

收集了有关Java中GC垃圾回收机制的一些知识点,帮助自己理解。

GC(垃圾收集),那收集回收的是什么呢?是内存,所以在了解垃圾回收机制之前,要对Java内存有一个了解。
一:Java内存

面试题:JVM,GC垃圾回收机制

图解:

私有内存区:伴随线程的产生而产生,一旦线程终止,私有内存区也会自动消除
程序计数器:指示当前程序执行到了哪一行,执行Java方法时记录正在执行的虚拟机字节码指令地址;执行本地方法时,计数器值为null
虚拟机栈:用于执行Java方法,栈帧存储局部变量表,操作数栈动态链接,方法返回地址和一些额外的符加信息。程序执行时入栈;执行完成后栈帧出栈。
Java堆:Java虚拟机管理的内存中最大的一块,所有线程共享,几乎所有的对象实例和数组都在这里分配内存。GC主要就是在Java堆中进行的。 堆内存又分为:新生代(新生代又分为Eden80%,Survivor20%)和老年代(Old),并且一般新生代的空间比老年代大。
方法区:只有一个方法区共享。实际也是堆,只是用于存储类,常量相关的信息,来存放程序中永远不变或唯一的内容(类信息【Class对象】静态变量,字符串常量等)。但是已经被最新的 JVM 取消了。现在,被加载的类作为元数据加载到底层操作系统的本地内存区。

了解了Java内存,接下来就来了解一下GC原理:

二、垃圾回收机制
一)GC的主要任务:
1.分配内存
2.确保被引用对象的内存不被错误的回收
3.回收不再被引用的对象的内存空间

二)垃圾回收机制的主要解决问题
1.哪些内存需要回收?
2.什么时候回收?
3.如何回收?

针对问题1——垃圾收集器会对堆进行回收前,确定对象中哪些是“存活”,哪些是“死亡”(不可能再被任何途径使用的对象)
判断方法:
1、引用计数算法
每当一个地方引用它时,计数器+1;引用失效时,计数器-1;计数值=0——不可能再被引用。

//举例:
Test test1 = new Test();
Test test2 = new Test();
test1.obj = test2;
test2.obj = test1;
//test1 ,test12能否被回收?
System.gc();

查看运行结果,会发现并没有因为两个对象互相引用就没有回收,因此引用计数算法很难解决对象之间相互矛盾循环引用的问题。

2、可达性分析算法:
向图,树图,把一系列“GC Roots”作为起始点,从节点向下搜索,路径称为引用链,当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连,即不可达时,则证明此对象时不可用的。

举例:一颗树有很多丫枝,其中一个分支断了,跟树上没有任何联系,那就说明这个分支没有用了,就可以当垃圾回收去烧了。
注:在Java中可作为GCRoots的对象:
1)虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象;
2)方法区中类静态属性引用的对象;
3)方法区中常量引用的对象;
4)本地方法栈中JNI引用的对象。

针对问题2——什么时候回收?
即使是被判断不可达的对象,也要再进行筛选,当对象没有覆盖finalize()方法,或者finalize方法已经被虚拟机调用过,则没有必要执行;
如果有必要执行——放置在F-Queue的队列中——Finalizer线程执行。
注意:对象可以在被GC时可以自我拯救(this),机会只有一次,因为任何一个对象的finalize() 方法都只会被系统自动调用一次。并不建议使用,应该避免。使用try_finaly或者其他方式。

针对问题3——如何回收,这就牵扯到垃圾收集算法和垃圾收集器
垃圾收集算法
1)标记—清除算法
两个阶段:标记,清除;
不足:效率问题;空间问题(会产生大量不连续的内存碎片)
2)复制算法
将可用内存按容量分为大小相等的两块,每次都只使用其中一块;
不足:将内存缩小为了原来的一半
新生代
3)标记—整理算法
标记,清除(让存活的对象都向一端移动)
老年代

最后来讲一下垃圾回收流程。
1、新建的对象,大部分存储在Eden中
2、当Eden内存不够,就进行Minor GC释放掉不活跃对象;然后将部分活跃对象复制到Survivor中(如Survivor1),同时清空Eden区
3、当Eden区再次满了,将Survivor1中不能清空的对象存放到另一个Survivor中(如Survivor2),同时将Eden区中的不能清空的对象,复制到Survivor1,同时清空Eden区
4、重复多次(默认15次):Survivor中没有被清理的对象就会复制到老年区(Old)
5、当Old达到一定比例,则会触发Major GC释放老年代
6、当Old区满了,则触发一个一次完整的垃圾回收(Full GC)
7、如果内存还是不够,JVM会抛出内存不足,发生oom,内存泄漏。

补充1:分代垃圾回收

Minor GC:用于清理新生代(Eden)区域,Eden区满了就会触发一次Minor GC,清理无用对象,将有用对象复制到"Survivor1","Survivor2"区中(这两个区,大小空间相同,同一时刻Survivor1和Survivor2只有一个在用一个为空)。
Major GC:用于清理老年代区域。
Full GC:用于清理新生代,老年代区域,成本较高,会对系统性能产生影响。
补充2:
在对JVM调优的过程,很大一部分工作就是对于Full GC调节。根据上述GC过程,我们可以发现年老代被写满,System.gc()被显示调用,上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化都可能导致Full GC。

开发中容易造成内存泄漏的操作:
创建大量无用对象:比如需要大量连接字符串时,使用String而不是StringBulider/StringBuffer/线程池。
静态集合类的使用:HashMap,Vector,List
各种连接对象未及时释放关闭
监听器的使用

转载原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_36027342/article/details/79973294

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