1. JVM是如何判斷對象是否可回收

垃圾收集器在做垃圾回收的時(shí)候，首先需要判斷一個(gè)對象是存活狀態(tài)還是死亡狀態(tài)，死亡的對象將會被標(biāo)識為垃圾數(shù)據(jù)并等待收集器進(jìn)行清除。

而判斷一個(gè)對象是否為可回收狀態(tài)的常用算法有兩個(gè)：引用計(jì)數(shù)器法和可達(dá)性分析算法。

• 引用計(jì)數(shù)器法：

在 Java 中，引用和對象是有關(guān)聯(lián)的，通過引用計(jì)數(shù)來判斷一個(gè)對象是否可以回收。它在創(chuàng)建對象時(shí)關(guān)聯(lián)一個(gè)與之相對應(yīng)的計(jì)數(shù)器，當(dāng)此對象被使用時(shí)加 1，相反銷毀時(shí) -1。當(dāng)此計(jì)數(shù)器為 0 時(shí)，則表示此對象未使用，可以被垃圾收集器回收。其優(yōu)點(diǎn)是垃圾回收比較及時(shí)，實(shí)時(shí)性比較高，只要對象計(jì)數(shù)器為 0，則可以直接進(jìn)行回收操作；而缺點(diǎn)是無法解決循環(huán)引用的問題。

• 可達(dá)性分析算法：

主要是從GC Root的對象為起點(diǎn)出發(fā)，然后開始向下搜索，搜索走過的路徑稱為引用鏈，當(dāng)一個(gè)對象到GC Root之間沒有任何引用鏈的時(shí)候，代表這個(gè)對象不可以用，判斷為垃圾，就會被GC回收。

在 java 中可以作為 GC Roots 的對象有以下幾種:

• 虛擬機(jī)棧中引用的對象
• 方法區(qū)類靜態(tài)屬性引用的對象
• 方法區(qū)常量池引用的對象
• 本地方法棧 JNI 引用的對象

2. 你知道有什么垃圾回收的常見算法嗎？

標(biāo)記清除法：

分為標(biāo)記–清除兩個(gè)階段，首先先標(biāo)記出所有需要回收的對象，然后在標(biāo)記完成后統(tǒng)一清除回收所有被標(biāo)記的對象。

它可能產(chǎn)生的問題呢標(biāo)記清除后，產(chǎn)生一些大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，導(dǎo)致可能以后后續(xù)的大內(nèi)存找不到足夠的連續(xù)內(nèi)存再導(dǎo)致提前又發(fā)生一次垃圾收集

標(biāo)記整理法：

基本步驟和標(biāo)記清除類似，但是多了一步整理的步驟，讓所有村后的對象都向一端移動，然后清除掉不需要的內(nèi)存。

它解決了內(nèi)存碎片的問題，但是需要頻繁的移動存活的對象，效率就比較低了。

復(fù)制算法：

將可用的內(nèi)存分為一半，每次只使用一個(gè)區(qū)域。將需要存活的對象復(fù)制到另一個(gè)對象中去。

這種方法也是可以解決了內(nèi)存碎片問題，但是內(nèi)存對半分了，而且對象存活率高的對象需要頻繁復(fù)制。

基于前面的算法的話，JVM采用一個(gè)分代算法的形式：

對于JVM的堆來說分為了新生代和老年代兩個(gè)區(qū)域，而新生代也還分了eden區(qū)和兩個(gè)幸存區(qū)，他們比例是8:1:1，

對于新生代來說采用了復(fù)制算法，因?yàn)閷τ谛律鷣碚f每次垃圾回收的存活的對象是比較少的，所以采用復(fù)制算法較好，而老年代的話，則采用了標(biāo)記整理法。

• 首先對象會先分配在eden區(qū)，
• 然后再新生代空間不足時(shí)，會發(fā)生一次minor gc算法將存活的對象復(fù)制到幸存區(qū)s1中，并使存活的對象的年齡加1，然后s1和s0交換,。
• 在對象壽命超過閾值最大15時(shí)，就會晉升至老年代。
• 而當(dāng)老年代的空間不足時(shí)，會先嘗試觸發(fā)一次minor gc，如果空間還是不足的話。就會出發(fā)full gc ，而此時(shí)的stw會更長。

3. 你知道有什么垃圾收集器嗎？

常見的垃圾收集器有：其中用于回收新生代的收集器有Serial、PraNew、Parallel Scavenge，而回收老年代的收集器有Serial Old、Parallel Old、CMS，最后還有一個(gè)可以用于回收整個(gè)Java堆的G1收集器。

作用于新生代的：

• Serial 收集器屬于最早期的垃圾收集器，也是 JDK 1.3 版本之前唯一的垃圾收集器。它是單線程的垃圾收集器，采用復(fù)制算法，其意味著單線程是指在進(jìn)行垃圾回收時(shí)所有的工作線程必須暫停，直到垃圾回收結(jié)束為止。

特點(diǎn)是簡單和高效，并且本身的運(yùn)行對內(nèi)存要求不高，因此它在客戶端模式下使用的比較多。

• sParNew 收集器實(shí)際上是 Serial 收集器的多線程并行版本，也是采用復(fù)制算法。
• Parallel Scavenge 收集器和 ParNew 收集器類似，它也是一個(gè)并行運(yùn)行的垃圾回收器；不同的點(diǎn)在于該收集器關(guān)注的側(cè)重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以控制的吞吐量。它的計(jì)算公式是：用戶運(yùn)行代碼的時(shí)間 / （用戶運(yùn)行代碼的時(shí)間 + 垃圾收集的時(shí)間）。比如用戶運(yùn)行的時(shí)間是 8 分鐘，垃圾回收運(yùn)行的時(shí)間是 2 分鐘，那么吞吐量就是 80%。Parallel Scavenge 收集器追目標(biāo)就是達(dá)到一個(gè)可控制的吞吐量，高吞吐量可以最高效率地利用CPU時(shí)候，盡快地完成程序的運(yùn)算任務(wù)。

作用于老年代的：

• Serial Old 收集器為 Serial 收集器的老年代版本，而 Parallel Old 收集器是 Parallel Scavenge 收集器的老年代版本。兩者都是在老年代中采用這標(biāo)記—— 整理算法。
• CMS（Concurrent Mark Sweep）以獲取最短回收停頓時(shí)間為目標(biāo)，與Parallel Scavenge 收集器不同，是基于標(biāo)記 —— 清除算法實(shí)現(xiàn)。它強(qiáng)調(diào)的是提供最短的停頓時(shí)間，因此可能會犧牲一定的吞吐量。它主要應(yīng)用在 Java Web 項(xiàng)目中，它滿足了系統(tǒng)需要短時(shí)間停頓的要求，以此來提高用戶的交互體驗(yàn)。CMS 工作機(jī)制相比其他的垃圾收集器來說更復(fù)雜。整個(gè)過程分為以下 4 個(gè)階段：
  • 初始標(biāo)記(CMS initial mark)：標(biāo)記 GC Roots 能直接關(guān)聯(lián)到的對象
  • 并發(fā)標(biāo)記(CMS concurrent mark)：進(jìn)行 GC Roots Tracing
  • 重新標(biāo)記(CMS remark)：修正并發(fā)標(biāo)記期間的變動部分并發(fā)清除
  • (CMS concurrent sweep)：清除 GC Roots 不可達(dá)對象，和用戶線程一起工作，不需要暫停工作線程。

作用于整個(gè)Java堆包括新生代和老年代的。

• Garbage First（簡稱 G1）收集器是歷史發(fā)展的產(chǎn)物，也是一款更先進(jìn)的垃圾收集器，主要面向服務(wù)端應(yīng)用的垃圾收集器，是基于基于標(biāo)記-整理算法實(shí)現(xiàn)，不產(chǎn)生內(nèi)存碎片。它將內(nèi)存劃分為多個(gè) Region 分區(qū)，回收時(shí)則以分區(qū)為單位進(jìn)行回收，這樣它就可以用相對較少的時(shí)間優(yōu)先回收包含垃圾最多區(qū)塊。此外，G1收集器不同于之前的收集器的一個(gè)重要特點(diǎn)是：G1回收的范圍是整個(gè)Java堆(包括新生代，老年代)，而前六種收集器回收的范圍僅限于新生代或老年代。從 JDK 9 之后也成了官方默認(rèn)的垃圾收集器，官方也推薦使用 G1 來代替選擇 CMS 收集器。

4. 那你知道什么時(shí)候才會觸發(fā)Full GC

1.在老年代空間不足的時(shí)候：

老年代空間只有在新生代對象發(fā)生minor Gc轉(zhuǎn)入或者是直接創(chuàng)建為大對象、大數(shù)組時(shí)出現(xiàn)空間不足的現(xiàn)象，當(dāng)JVM執(zhí)行Full GC后空間仍然不足，則拋出如下錯(cuò)誤：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space。

解決措施：盡量做到讓對象在Minor GC階段被回收、讓對象在新生代多存活一段時(shí)間及不要創(chuàng)建過大的對象及數(shù)組。

2.在我們程序中直接調(diào)用了System.gc， 也會直接出發(fā)Full GC。

3.在永久代空間滿

永久代中存放的為一些class的信息等，當(dāng)系統(tǒng)中要加載的類、反射的類和調(diào)用的方法較多時(shí)，永久代空間可能會被占滿，在未配置的時(shí)候采用這CMS垃圾收集器的情況下會執(zhí)行Full GC。如果經(jīng)過Full GC仍然回收不了，那么JVM會拋出如下錯(cuò)誤信息：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space。

解決措施：可采用的方法為增大永久代空間或轉(zhuǎn)為使用CMS GC。

4.在CMS垃圾收集器出現(xiàn)promotion failed（晉升失?。┖?code>concurrent mode failure（并發(fā)模式故障）

對于如果我們采用CMS垃圾收集器進(jìn)行老年代GC的程序而言，我們就需要主要在GC日志中是否有晉升失敗和并發(fā)模式故障兩種狀況，當(dāng)這兩種狀況出現(xiàn)時(shí)可能會觸發(fā)Full GC：

晉升失?。?code>promotion failed） 是在新生代進(jìn)行Minor GC時(shí)，幸存區(qū)中放不下、而對象只能放入老年代，而此時(shí)老年代也放不下造成的。

concurrent mode failure是CMS轉(zhuǎn)悠的錯(cuò)誤，即并發(fā)清楚線程和工作線程同時(shí)工作，清理出來老年代的空間不足以存放由新生代晉升到老年代的對象。

解決措施：減少年輕代大小，避免放入老年代時(shí)需要分配大的空間，同時(shí)調(diào)整觸發(fā)Full GC時(shí)的比率以及將觸發(fā)CMS GC的閥值適當(dāng)增大

5. JVM中四種引用你有了解過嗎？

• 強(qiáng)引用：垃圾收集器不會回收被強(qiáng)引用的對象。

在 Java 中最常見的就是強(qiáng)引用， 把一個(gè)對象賦給一個(gè)引用變量，這個(gè)引用變量就是一個(gè)強(qiáng)引用。即在我們寫類似這樣User user = new User()，我們new出來的user對象就是一個(gè)強(qiáng)引用了！

當(dāng)一個(gè)對象被強(qiáng)引用變量引用時(shí)，它處于可達(dá)狀態(tài)，它是不可能被垃圾回收機(jī)制回收的即使在內(nèi)存不足的情況下，JVM寧愿拋出OutOfMemory錯(cuò)誤也不會回收這種對象。

• 軟引用：在沒有被強(qiáng)引用對象，當(dāng)系統(tǒng)要發(fā)生內(nèi)存溢出的異常之前，會將其列為回收范圍，進(jìn)行第二次回收。

軟引用需要用 SoftReference 類來實(shí)現(xiàn)，對于只有軟引用的對象來說，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存足夠時(shí)它不會被回收，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存空間不足時(shí)它會被回收。軟引用通常用在對內(nèi)存敏感的程序中。

• 弱引用：具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。在沒有被強(qiáng)引用對象，只能存活在下一次垃圾收集器前。無論內(nèi)存夠不夠。

弱引用需要用 WeakReference 類來實(shí)現(xiàn)，它比軟引用的生存期更短，對于只有弱引用的對象來說，只要垃圾回收機(jī)制一運(yùn)行，不管 JVM 的內(nèi)存空間是否足夠，總會回收該對象占用的內(nèi)存。

• 虛引用：無法通過虛引用取得一個(gè)對象實(shí)例，設(shè)置虛引用的目的是為了能在這個(gè)對象被垃圾收集器回收時(shí)收到一個(gè)通知。 虛引用的主要作用是跟蹤對象被垃圾回收的狀態(tài)。

6. 說說你知道的幾種主要的JVM參數(shù)

1.堆設(shè)置

• -Xms：初始堆大小
• -Xmx：最大堆大小
• -XX:NewSize=n：設(shè)置新生代大小
• **-XX:NewRatio=n：**設(shè)置年輕代和年老代的比值。如:為3，表示新生代與老年代比值為1：3，新生代占整個(gè)新生代老年代和的1/4
• -XX:SurvivorRatio=n：新生代中Eden區(qū)與兩個(gè)Survivor區(qū)的比值。注意Survivor區(qū)有兩個(gè)。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一個(gè)Survivor區(qū)占整個(gè)新生代的1/5
• -XX:MaxPermSize=n：設(shè)置持久代大小

2.收集器設(shè)置

• -XX:+UseSerialGC：設(shè)置串行收集器
• -XX:+UseParallelGC：設(shè)置并行收集器
• -XX:+UseParalledlOldGC：設(shè)置并行老年代收集器
• -XX:+UseConcMarkSweepGC：設(shè)置并發(fā)收集器

3.并行收集器設(shè)置

• -XX:ParallelGCThreads=n：設(shè)置并行收集器收集時(shí)使用的CPU數(shù)。并行收集線程數(shù)。
• -XX:MaxGCPauseMillis=n：設(shè)置并行收集最大暫停時(shí)間
• -XX:GCTimeRatio=n：設(shè)置垃圾回收時(shí)間占程序運(yùn)行時(shí)間的百分比。公式為1/(1+n)

4.并發(fā)收集器設(shè)置

• -XX:+CMSIncrementalMode：設(shè)置為增量模式。適用于單CPU情況。
• -XX:ParallelGCThreads=n：設(shè)置并發(fā)收集器新生代收集方式為并行收集時(shí)，使用的CPU數(shù)。并行收集線程數(shù)。

5.JVM 調(diào)優(yōu)的參數(shù)

• **-Xms2g：**初始化推大小為 2g；
• **-Xmx2g：**堆最大內(nèi)存為 2g；
• **-XX:NewRatio=4：**設(shè)置年輕的和老年代的內(nèi)存比例為 1:4；
• **-XX:SurvivorRatio=8：**設(shè)置新生代 Eden 和 Survivor 比例為 8:2；
• **–XX:+UseParNewGC：**指定使用 ParNew + Serial Old 垃圾回收器組合；
• **-XX:+UseParallelOldGC：**指定使用 ParNew + ParNew Old 垃圾回收器組合；
• **-XX:+UseConcMarkSweepGC：**指定使用 CMS + Serial Old 垃圾回收器組合；
• **-XX:+PrintGC：**開啟打印 gc 信息；
• **-XX:+PrintGCDetails：**打印 gc 詳細(xì)信息。

總結(jié)

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