学习JVM必不可少的知识

港控/mmm° 2021-07-24 13:42 239阅读 0赞

## 1.Java垃圾回收机制 ##

对象被判断为垃圾的标准：没有被其他对象引用

## 2.判断对象是否可被回收 ##

**（1）引用计数算法**  
　　**判断对象的引用数量**  
通过判断对象的引用数量来决定对象是否可以被回收  
每个对象实例都有一个引用计数器，被引用则+1，完成引用则-1  
任何引用计数为0的对象实例可以被当作垃圾回收

*  优点：执行效率高，程序执行受影响较小
 *  缺点：无法检测出循坏引用的情况，导致内存泄露

**（2）可达性分析算法（引自离线数学的图论）**  
通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收

可不可达判断：如果从一个对象没有到达根对象的路径，或者说从根对象开始无法引用到该对象，该对象就是不可达的，具体看下图。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 什么可以作为GC Root的对象？ ##

虚拟机栈中引用的对象（栈帧中的本地变量表）  
方法区中的常量引用的对象  
方法区中的类静态属性引用的对象  
本地方法中JNI（Native方法）的引用对象  
活跃线程的引用对象

## 3.垃圾回收算法 ##

**（1）标记-清除算法**  
标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记（可达性算法）  
清除：对堆内存从头到尾进行线性遍历，回收不可达对象内存  
　缺点：碎片化  
![在这里插入图片描述][20210221220943169.png]  
![在这里插入图片描述][20210221220948402.png]  
可以从上图看出，空白的就是被回收的，会产生碎片

**（2）复制算法**  
分为对象面和空闲面

原理：对象在对象面上创建，存活的对象被从对象面复制到空闲面，将对象面所有对象内存清除//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天

解决碎片化问题

顺序分配内存，简单高效

适用于对象存活率低的场景

**（3）标记-整理算法**  
　　在标记清除算法的基础上，解决了内存碎片化问题

标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记（可达性算法）  
清除：移动所有存活的对象，且按照内存地址次序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收  
　好处：  
避免内存的不连续行  
不用设置两块内存互换  
适用于存活率高的场景

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**（4）分代收集算法**  
垃圾回收算法的组合拳  
按照对象生命周期的不同划分区域以采用不同的垃圾回收算法  
目的：提高jvm执行效率

jdk6，jdk7![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
jdk8及其以后的版本，永久代被去掉了![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
GC的分类  
Minor GC（新生代GC）  
Full GC（老年代GC）![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
1）年轻代  
尽可能快速地收集掉那些生命周期短的对象

Eden区  
两个Survivor区  
年轻代垃圾回收的过程演示

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
存活对象被复制到S0，年龄+1，Eden区清空，如下图![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
如果Eden区又有对象，则把所有东西复制到S1，年龄+1，其他区东西清除，S1变为from区，S0变为to区![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

## 对象如何晋升到老年代 ##

经历一定Minor次数依然存活的对象  
Survivor区中存放不下的对象  
新生成的大对象（-XX:+PretenuerSizeThreshold）  
常用的调优参数  
\-XX:SurvivorRatio:Eden和Survivor的比值，默认8:1  
\-XX:NewRatio:老年代和年轻代内存大小的比例  
\-XX:MaxTenuringThreshold:对象从年轻代晋升到老生代经过GC次数的最大阈值  
2）老年代  
存放生命周期较长的对象

常用的算法：

标记-清理算法  
标记-整理算法  
触发Full GC的条件  
老年代空间不足  
永久代空间不足  
CMS GC时出现promotion failed，concurrent mode failure  
Minor GC晋升到老年代的平均大小大于老年代的剩余空间  
调用System.gc()  
使用RMI来进行RPC或管理的JDK应用，每小时执行1次Full GC

## 4.垃圾收集器 ##

Stop-the-World  
JVM由于要执行GC而停止了应用程序的执行  
任何一种GC算法中都会发生  
多数GC优化通过减少Stop-the-World发生的时间来提高程序性能  
Safepoint（安全点）  
分析过程中对象引用关系不会发生变化的点  
产生Safepoint的地方：方法调用；循环判断；异常跳转等  
安全点数量得适中  
jVM的运行模式  
Server（启动慢，但运行快，采用重量级虚拟机）  
Client（启动快，采用轻量级虚拟机）  
垃圾收集器之间的联系![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]

## 1）年轻代常见垃圾收集器 ##

1）Serial收集器（-XX:+UseSerialGC,复制算法）  
JAVA虚拟机中最基本，历史最悠久的收集器，在jdk1.3.1之前是年轻代收集器的唯一选择。

单线程收集，指的是进行垃圾收集时，必须暂停所有工作线程  
简单高效，Client模式下默认的年轻代收集器

## 2）ParNew收集器（-XX:+UseParNewGC,复制算法）//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天 ##

多线程收集，其余的行为、特点和Serial收集器一样  
单核执行效率不如Serial，在多核下执行才有优势

## 3）Parallel Scavenge收集器（-XX:+UseParallelGC,复制算法） ##

吞吐量=运行用户代码时间/（运行用户代码时间+垃圾收集时间）

比起关注用户线程停顿时间，更关注系统的吞吐量（适用在后台运算，不需要太多交互的情况）  
在多核下执行才有优势，Server模式下默认的年轻代收集器  
（2）老年代常见垃圾收集器  
1）Serial Old收集器（-XX:+UseSerialOldGC,标记-整理算法）  
单线程收集，指的是进行垃圾收集时，必须暂停所有工作线程  
简单高效，Client模式下默认的年轻代收集器  
2）Parallel Old收集器（-XX:+UseParallelOldGC,标记-整理算法）  
多线程，吞吐量优先  
3）CMS收集器（-XX:+UseConcMarkSweepGC,标记-清除算法）  
初始标记：stop-the-world  
并发标记：并发追溯标记，程序不会停顿  
预清理：查找执行并发标记阶段从年轻代晋升到老年代的对象  
重新标记：暂停虚拟机，扫描CMS堆中的剩余对象  
并发清理：清理垃圾对象，程序不会停顿  
并发重置：重置CMS收集器的数据结构  
4）G1（Garbage First）收集器（-XX:+UseG1GC，复制+标记-整理算法）  
将整个Java堆内存划分成多个大小相等的Region  
年轻代和老年代不再物理隔离

## 特点 ##

并发和并行  
分代收集  
空间整合  
可预测的停顿

## 5.面试题 ##

Object的finalize()方法的作用是否与C++的析构函数作用相同  
与C++的析构函数不同，析构函数调用确定，而它的是不确定的  
将未被引用的对象放置于F-Queue队列（当垃圾回收器宣布一个对象死亡，至少需要经过两个阶段，1.当对象进行可达性分析时发现没有和GC ROOTS相连接就会被第一次标记；2.判断对象是否覆盖finalize()，如果覆盖，并且未被引用过这个方法的对象就会被放在F-Queue中，最后由JVM执行该方法）  
方法执行随时可能会被终（优先级低）  
强引用（Strong Reference）  
最普遍的引用：Object object = new Object()  
抛出OutOfMemoryError终止程序也不会回收具有强引用的对象  
通过将对象设置为null来弱化引用，使其被回收  
软引用（Soft Reference）  
对象出在有用但非必须的状态  
只有当内存空间不足时，GC会回收该引用对象的内存  
可以用来实现高速缓存  
弱引用（weak Reference）  
非必须的对象，比软引用更弱一些  
GC时会被回收  
被回收的概率也不大，因为GC线程优先级比较低  
适用于引用偶尔被使用且不影响垃圾收集的对象  
虚引用（PhantomReference）  
不会决定对象的生命周期  
任何时候都可能被垃圾收集器回收  
跟踪对象被垃圾收集器回收的活动，起哨兵作用  
必须和引用队列ReferenceQueue联合使用

String str = new Sring("abc"); // 强引用
    
    SoftReference<String> sr = new SoftReference<String>(str); // 软引用
    //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
    WeakReference<String> sr = new WeakReference<String>(str); // 弱引用
    
    ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
    
    PhantomReference ref = new PhantomReference(str,queue); // 虚引用

## 四种引用比较 ##

引用级别：强引用>软引用>弱引用>虚引用![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
引用队列（ReferenceQueue）  
无实际存储结构，存储逻辑依赖于内部节点之间的关系来表达  
存储关联的且被GC的软引用，弱引用以及虚引用

![image][]

[**最新2020整理收集的一些高频面试题（都整理成文档），有很多干货，包含mysql，netty，spring，线程，spring cloud、jvm、源码、算法等详细讲解，也有详细的学习规划图，面试题整理等，需要获取这些内容的朋友请加Q君样：756584822**][2020_mysql_netty_spring_spring cloud_jvm_Q_756584822]

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