JAVA垃圾回收机制概要

Posted 2020-10-03 不如来编码

垃圾回收是JAVA中的一个大知识点，也是一个著名知识点，毕竟JAVA号称自己先进性的时候总是会带上垃圾回收。于是，它也成了面试中的常客，面试官动不动的就要你解释下什么是垃圾回收，以及它的原理是什么。当然，虽然，以及肯定，那个问你垃圾回收的面试官他99%也只是略知皮毛而已。当面试官问你什么是垃圾回收机制的时候，你应该这样一本正经的反问：请问您问的哪个VM中的垃圾回收机制？

由于垃圾回收中涉及到的概念复杂，算法复杂，你若想弄明白其中的全部细节，必定得不偿失。但是，如果我们掌握了以下的垃圾回收机制的概要，相信在绝大部分的面试中你不会失分。

一：什么是垃圾？

举例来说，一个对象你不用了，它就是垃圾，比如：

public void test01(){
    User user = new User();
    //...
}

test01方法执行完毕，user对象没有任何用处了，那它就是垃圾了。

 

二：为什么要进行垃圾回收？

我们知道，对象是存放在堆上的，那么堆有多大？虽然可以通过命令参数进行调整，但是通常情况下，32位系统下，Java堆大小设置在2 GB其中，500 MB 分配给新生代（YoungGen）1.5 GB的分配给老年代（OldGen）空间。即便64位，想想我们PC的硬件内存能有多大。

所以，没用的垃圾，统统回收，让出内存空间，给其它对象用。

 

三：JDK默认的HotSpot VM垃圾回收的机制

1：堆内存的分类

要理解这个机制，首先得明白堆的分类。是的，我们光知道对象存在于堆上，但是不知道堆内部也分为几个空间，如下图所示：

Young/New Generation 新生代

  其内部又分为Eden 与两个Survivor Space 组成。新建的对象都将分配到新生代中，

Old/Tenured Generation 老年代

        老年代用于存放程序中经过几次垃圾回收后还存活的对象

（PS:Permanent Generation 非堆内存，用于存放静态文件，如Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响。）

2：回收次序

每个空间的执行顺序如下：

1. 绝大多数刚刚被创建的对象会存放在伊甸园空间。
2. 在伊甸园空间执行了第一次GC之后，存活的对象被移动到其中一个幸存者空间。
3.   此后，在伊甸园空间执行GC之后，存活的对象会被堆积在同一个幸存者空间。
4. 当一个幸存者空间饱和，还在存活的对象会被移动到另一个幸存者空间。之后会清空已经饱和的那个幸存者空间。
5. 在以上的步骤中重复几次依然存活的对象，就会被移动到老年代。

 

四：垃圾收集器与回收算法

两种类型的代都有自己的收集器，每种收集器采用不同的算法。请记住，对于初级选手，我们并不需要掌握每个算法原理。

新生代收集器使用的收集器：Serial、PraNew、Parallel Scavenge

老年代收集器使用的收集器：Serial Old、Parallel Old、CMS

其对应的算法如下，

Serial收集器（复制算法)

新生代单线程收集器，标记和清理都是单线程，优点是简单高效。

Serial Old收集器(标记-整理算法)

老年代单线程收集器，Serial收集器的老年代版本。

ParNew收集器(停止-复制算法)　

新生代收集器，可以认为是Serial收集器的多线程版本,在多核CPU环境下有着比Serial更好的表现。

Parallel Scavenge收集器(停止-复制算法)

并行收集器，追求高吞吐量，高效利用CPU。吞吐量一般为99%， 吞吐量= 用户线程时间/(用户线程时间+GC线程时间)。适合后台应用等对交互相应要求不高的场景。

Parallel Old收集器(停止-复制算法)

Parallel Scavenge收集器的老年代版本，并行收集器，吞吐量优先

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器（标记-清理算法）

高并发、低停顿，追求最短GC回收停顿时间，cpu占用比较高，响应时间快，停顿时间短，多核cpu 追求高响应时间的选择

 

五：什么时候会运行垃圾回收？

垃圾回收有两种类型，Scavenge GC和Full GC。

当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就会触发Scavenge GC。此时会对新生代进行垃圾回收。

当，年老代（Tenured）被写满、持久代（Perm）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，执行Full GC。

注意，无论是那种回收，并不意味着会把全部的垃圾回收掉，而是根据算法自己的判断，在一段时间内除掉一定数量的垃圾，这个时间和数量我们不可知。

 

以上，就是你必须知道的垃圾回收机制。