GC相关的

深碍√TFBOYSˉ_ 2023-10-12 18:49 36阅读 0赞

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>序号</th> 
   <th align="left">地址</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318471" rel="nofollow">计算机网络核心</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td align="left"><a href="http://t.csdn.cn/ewMWL" rel="nofollow">数据库相关</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318429" rel="nofollow">Redis</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318420" rel="nofollow">Linux相关</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318405" rel="nofollow">JVM的内容</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>6</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318379" rel="nofollow">GC相关的</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>7</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318316" rel="nofollow">Java多线程与并发</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>8</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318307" rel="nofollow">Java多线程与并发-原理</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>9</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318277" rel="nofollow">Java常用类库与技巧</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>10</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318159" rel="nofollow">Java框架-Spring</a></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

--------------------

### 文章目录 ###

*   *   *  1、判断对象是否为垃圾的算法
         *  2、垃圾回收算法
         *  3、分代收集算法(Generational Collector)
         *  4、老年代常见的垃圾收集器
         *  5、GC相关的面试题

--------------------

### 1、判断对象是否为垃圾的算法 ###

*  引用计数算法
 *  可达性分析算法

**引用计数算法**

判断的标准：

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收集。

**优点：** 执行效率高，程序执行受影响较小

**缺点：** 无法检测岀循环引用的情况，导致内存泄露

**可达性算法：**

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

![请添加图片描述][23fb67f9b08b452f9f07a6902f10a500.png]

可以用作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
 *  本地方法栈中JNI(Native方法)的引用对象
 *  活跃线程的引用对象

### 2、垃圾回收算法 ###

标记—清除算法(Mark and Sweep)

**标记：** 从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记

**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

![请添加图片描述][d357f50914e34b438221256ae9dc386d.png]

**缺点：** 会导致碎片化。

**复制算法(Copying)**

*  分为对象面和空闲面
 *  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

![请添加图片描述][171fc24a00cf4df4a016969ed9bab132.png]

**优点：**

*  解决碎片化问题
 *  顶序分配内存，简单高效
 *  适用于对象存活率低的场景

**标记—整理算法(Compacting)(老年代)**

标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记。

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。

![请添加图片描述][e66baa5de8144147b1acba4b4d72f07a.png]

优点：

*  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

**分代收集算法(Generational Conllector)**

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的回收效率

GC的分类：

Minor GC：(新生代清除算法)

Full GC：(老年代清除算法)

*  Minor GC 是清除新生代。
 *  Major GC 是清理永久代。
 *  Full GC 是清理整个堆空间—包括年轻代和永久代。

![请添加图片描述][6bb42e46c7a14c2a8624dceb92f08c8f.png]

当达到15岁以后，会存到老年代，或者Eden区和Survivor装不下，也会到老年代

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+ Pretenuer Size threshold)(达到15岁以后)

—XX：Survivorratio：Eden和 Surviⅳor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。

老年代：(存放声明周期较长的对象)

使用算法：

标记—清理算法

标记—整理算法

对整个堆内存进行垃圾回收：

Full GC 和Major GC

Full GC比 Minor GC慢，10倍左右，但执行频率低

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

### 3、分代收集算法(Generational Collector) ###

Stop-the-World(停止服务)

*  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(安全位置)

*  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；循环跳转；异常跳转等。
 *  安全点数量得适中。

**常见的垃圾收集器**

JVM的运行模式：

Server：重量级虚拟机，启动慢，但是启动后快。

Client：轻量级虚拟机，奇动快，但是启动后慢。

java -version

![请添加图片描述][7885e6f7d1714c1aac72a849b3b622cf.png]

**垃圾收集器之间的联系**

年轻代常见的垃圾收集器

Seria收集器（-XX：+ Use SerialGC，复制算法）

单线程收集，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。

几十至几百兆基本需要几十到几百毫秒。可以忍受。

![请添加图片描述][5a644564900940dda2c39ddaaa0f7362.png]

ParDew收集器（-XX+ Use ParNewGC，复制算法）

多线程收集，其余的行为、特点和 Seria收集器一样。

单核执行效率不如 Serial，在多核下执行才有优势。

开启的线程数和你的CPU核数相关。

![请添加图片描述][bfa06167d54b4b4eb152d9d4ada190c6.png]

Parallel Scavenge收集器（-XX：+ UseParallelgc，复制算法）

比起关注用户线程停顿时间，更关注系统的吞吐量。

在多核下执行才有优势，Server模式下默认的年轻代收集器。

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）

![请添加图片描述][fb80ba9dd07245c69a32c4aa55a973c7.png]

### 4、老年代常见的垃圾收集器 ###

Serial Old收集器(-XX:+UseSerialOldGC，标记—整理算法)

*  单线程收集，进行垃圾收集时，必须暂停所有工作线程。
 *  简单高效，Client模式下默认的老年代收集器。

![请添加图片描述][04102f31cebc45199948d1180389b1de.png]

Parallel old收集器（-XX：+UseParalleloldgC，标记-整理算法）

多线程，吞吐量优先。

CMS收集器（-XX+ Use ConcMarkSweepGC，标记清除算法）(最主要的)

几乎能与用户线程同时工作(减少停顿时间)

回收的步骤：(1.4会让JVM停止工作)

1.  初始标记：stop-the-world
2.  并发标记：并发追溯标记，程序不会停顿
3.  并发预清理：查找执行并发标记阶段从年轻代晋升到老年代的对象
4.  重新标记：暂停虚拟机，扫描CMS堆中的剩余对象
5.  并发淸理：清理垃圾对象，程序不会停顿
6.  并发重置：重置CMS收集器的数据结构

**CMS有3个明显的缺点：**

1.  CMS收集器对CPU资源非常敏感。
2.  CMS收集器无法处理浮动垃圾，可能会出现“Concurrent Mode Failure”失败而导致另一次Full GC产生。（浮动垃圾：GC期间产生的垃圾，无法在当次收集中处理掉它们，只能留在下一次GC时再清理掉。）
3.  CMS会产生大量空间碎片

G1收集器(既用于年轻代，又用于老年代)(-XX:+UseG1GC,复制+标记-整理算法)

*  并行和并发(使用多个CPU)
 *  分代收集
 *  空间整合(标记整理算法)
 *  可预测的停顿

特点：

将整个Java堆划分为多个大小相等的Region。

年轻代和老年代不再物理隔离。

![请添加图片描述][b5bcdfa40c2b47df9b77b9394520ccd5.png]

### 5、GC相关的面试题 ###

1）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。
 *  方法执行随时可能会被终止。
 *  给予对象最后一次重生的机会。
 *  obje的finalize()不会立即终止，还需要进行2次标记，c++中析构函数，会立即终止。

2)、Java中的强引用，软引用，弱引用，虚引用有什么用？

强引用：(Strong Reference)

*  最普遍的引用：Object obj= new Object（）。
 *  抛出 OutofMemoryError(内存溢出)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nu来弱化引用，使其被回收。

软引用：(Soft Reference)

*  对象处在有用但非必须的状态
 *  只有当内存空间不足时，GC会回收该引用的对象的内存
 *  可以用来实现高速缓存

String str = new String(“abc”);

SoftReference softReference = new SoftReference<>(str);

弱引用：(Weak Reference)

*  非必须的对象，比软引用更弱一些。
 *  GC时会被回。
 *  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。

String str = new String(“abc”);

WeakReference weakReference = new WeakReference<>(str);

虚引用：(PhantomReference)

*  不会决定对象的生命周期
 *  仼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 Reference Queue联合使用

String str = new String(“abc”);

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue<>();

PhantomReference ref = new PhantomReference<>(str, queue);

四种引用的区别？

强引用>软引用>弱引用>虚引用

![请添加图片描述][951a368b4c2945a989a109124bfd8787.png]

类层次结构

![请添加图片描述][4ff7d7367dbb4b3a9ab297676f455c51.jpeg]

引用队列（Reference Queue）

*  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。

[23fb67f9b08b452f9f07a6902f10a500.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/23fb67f9b08b452f9f07a6902f10a500.png
[d357f50914e34b438221256ae9dc386d.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d357f50914e34b438221256ae9dc386d.png
[171fc24a00cf4df4a016969ed9bab132.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/171fc24a00cf4df4a016969ed9bab132.png
[e66baa5de8144147b1acba4b4d72f07a.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e66baa5de8144147b1acba4b4d72f07a.png
[6bb42e46c7a14c2a8624dceb92f08c8f.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/6bb42e46c7a14c2a8624dceb92f08c8f.png
[7885e6f7d1714c1aac72a849b3b622cf.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/7885e6f7d1714c1aac72a849b3b622cf.png
[5a644564900940dda2c39ddaaa0f7362.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/5a644564900940dda2c39ddaaa0f7362.png
[bfa06167d54b4b4eb152d9d4ada190c6.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/bfa06167d54b4b4eb152d9d4ada190c6.png
[fb80ba9dd07245c69a32c4aa55a973c7.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/fb80ba9dd07245c69a32c4aa55a973c7.png
[04102f31cebc45199948d1180389b1de.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/04102f31cebc45199948d1180389b1de.png
[b5bcdfa40c2b47df9b77b9394520ccd5.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/b5bcdfa40c2b47df9b77b9394520ccd5.png
[951a368b4c2945a989a109124bfd8787.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/951a368b4c2945a989a109124bfd8787.png
[4ff7d7367dbb4b3a9ab297676f455c51.jpeg]: https://img-blog.csdnimg.cn/4ff7d7367dbb4b3a9ab297676f455c51.jpeg