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今年java面试题最热门话题--JVMGC垃圾回收机制

消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-09

报价宝综合消息今年java面试题最热门话题--JVMGC垃圾回收机制

gc是什么

分代收集算法:次数上频繁收集young区,较少收集old区,基本不动prem区

gc四大算法

JVM在进行GC时,并非每次都对上面三个内存区域一起回收的,大部分时候回收的都是指新生代。

因此GC按照回收的区域又分了两种型别,一种是普通GC(minor GC),一种是全域性GC(major GC or Full GC),

普通GC(minor GC):只针对新生代区域的GC。

全域性GC(major GC or Full GC):针对年老代的GC,偶尔伴随对新生代的GC以及对永久代的GC。

引用计数法:计数器本身有消耗,较难处理循环引用

复制算法:新生代,复制必交换,谁空谁是to,从一个区域移动到另一个区域(效率高需要双倍空间)

复制算法它的缺点也是相当明显的。

1、它浪费了一半的内存,这太要命了。

2、如果物件的存活率很高,我们可以极端一点,假设是100%存活,那么我们需要将所有物件都复制一遍,并将所有引用地址重置一遍。复制这一工作所花费的时间,在物件存活率达到一定程度时,将会变的不可忽视。 所以从以上描述不难看出,复制算法要想使用,最起码物件的存活率要非常低才行,而且最重要的是,我们必须要克服50%内存的浪费。

标记清除:扫描 对存活物件进行标记,再扫描对未标记物件清除(有内存碎片,效率低,停止应用)

当堆中的有效内存空间(available memory)被耗尽的时候,就会停止整个程式(也被称为stop the world),然后进行两项工作,第一项则是标记,第二项则是清除。

标记:从引用根节点开始标记所有被引用的物件。标记的过程其实就是遍历所有的GC Roots,然后将所有GC Roots可达的物件 标记为存活的物件。

清除:遍历整个堆,把未标记的物件清除。

缺点:此算法需要暂停整个应用,会产生内存碎片

用通俗的话解释一下标记/清除算法,就是当程式执行期间,若可以使用的内存被耗尽的时候,GC执行绪就会被触发并将程式暂停,随后将依旧存活的物件标记一遍,最终再将堆中所有没被标记的物件全部清除掉,接下来便让程式恢复执行。

标记压缩:先标记,在扫描,进行合并

在整理压缩阶段,不再对标记的对像做回收,而是通过所有存活对像都向一端移动,然后直接清除边界以外的内存。

可以看到,标记的存活物件将会被整理,按照内存地址依次排列,而未被标记的内存会被清理掉。如此一来,当我们需要给新物件分配内存时,JVM只需要持有一个内存的起始地址即可,这比维护一个空闲列表显然少了许多开销。

标记/整理算法不仅可以弥补标记/清除算法当中,内存区域分散的缺点,也消除了复制算法当中,内存减半的高额代价

内存效率:复制算法>标记清除算法>标记整理算法(此处的效率只是简单的对比时间复杂度,实际情况不一定如此)。

内存整齐度:复制算法=标记整理算法>标记清除算法。

内存利用率:标记整理算法=标记清除算法>复制算法。

可以看出,效率上来说,复制算法是当之无愧的老大,但是却浪费了太多内存,而为了尽量兼顾上面所提到的三个指标,标记/整理算法相对来说更平滑一些,但效率上依然不尽如人意,它比复制算法多了一个标记的阶段,又比标记/清除多了一个整理内存的过程

难道就没有一种最优算法吗? 猜猜看,下面还有

回答:无,没有最好的算法,只有最合适的算法。==========>分代收集算法。

年轻代(Young Gen)

年轻代特点是区域相对老年代较小,对像存活率低。

这种情况复制算法的回收整理,速度是最快的。复制算法的效率只和当前存活对像大小有关,因而很适用于年轻代的回收。而复制算法内存利用率不高的问题,通过hotspot中的两个survivor的设计得到缓解。

老年代(Tenure Gen)

老年代的特点是区域较大,对像存活率高。

这种情况,存在大量存活率高的对像,复制算法明显变得不合适。一般是由标记清除或者是标记清除与标记整理的混合实现。

Mark阶段的开销与存活对像的数量成正比,这点上说来,对于老年代,标记清除或者标记整理有一些不符,但可以通过多核/执行绪利用,对并发、并行的形式提标记效率。

Sweep阶段的开销与所管理区域的大小形正相关,但Sweep“就地处决”的特点,回收的过程没有对像的移动。使其相对其它有对像移动步骤的回收算法,仍然是效率最好的。但是需要解决内存碎片问题。

Compact阶段的开销与存活对像的资料成开比,如上一条所描述,对于大量对像的移动是很大开销的,做为老年代的第一选择并不合适。

基于上面的考虑,老年代一般是由标记清除或者是标记清除与标记整理的混合实现。以hotspot中的CMS回收器为例,CMS是基于Mark-Sweep实现的,对于对像的回收效率很高,而对于碎片问题,CMS采用基于Mark-Compact算法的Serial Old回收器做为补偿措施:当内存回收不佳(碎片导致的Concurrent Mode Failure时),将采用Serial Old执行Full GC以达到对老年代内存的整理。

2019-07-06 08:49:00

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