面试题：JVM，GC垃圾回收机制

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

注：以下内容为jdk8之前，学习《深入理解Java虚拟机（第二版）》的关于GC的简单总结，jdk8及之后的详细学习总结已更新至博客《学习：GC垃圾回收、JVM架构、运行时数据区》

GC（垃圾收集），那收集回收的是什么呢？是内存，所以在了解垃圾回收机制之前，要对Java内存有一个了解。

一、Java内存

图解:

私有内存区——伴随线程的产生而产生，一旦线程终止，私有内存区也会自动消除

• 程序计数器：指示当前程序执行到了哪一行，执行Java方法时记录正在执行的虚拟机字节码指令地址；执行本地方法时，计数器值为null

• 虚拟机栈：用于执行Java方法，栈针存储布局边聊表，操作数栈，动态链接，方法返回地址和一些额外的符加信息。程序执行时入栈；执行完成后栈针出栈。

GC主要就是在Java堆中进行的。

• Java堆：Java虚拟机管理的内存中最大的一块，所有线程共享，几乎所有的对象实例和数组都在这类分配内存。

堆内存又分为：新生代和老年代，并且一般新生代的空间比老年代大。

了解了Java内存，接下来就来了解一下GC原理：

二、垃圾回收机制

一）GC的主要任务：

1.分配内存；

2.确保被引用对象的内存不被错误的回收；

3.回收不再被引用的对象的内存空间

二）垃圾回收机制的主要解决问题

1.哪些内存需要回收？

2.什么时候回收？

3.如何回收？

针对问题一，垃圾收集器会对堆进行回收前，确定对象中哪些是“存活”，哪些是”死亡“（不可能再被任何途径使用的对象）

判断方法：

1.引用计数算法

每当一个地方引用它时，计数器+1；引用失效时，计数器-1；计数值=0——不可能再被引用。

//举例：

    Test test1 = new Test();

    Test test2 = new Test();

    test1.obj = test2;

    test2.obj = test1;

    //test1 ，test12能否被回收？

    System.gc();

查看运行结果，会发现并没有因为两个对象互相引用就没有回收，因此引用计数算法很难解决对象之间相互矛盾循环引用的问题。

2.可达性分析算法：

向图，树图，把一系列“GC Roots”作为起始点，从节点向下搜索，路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连，即不可达时，则证明此对象时不可用的。

举例：一颗树有很多丫枝，其中一个分支断了，跟树上没有任何联系，那就说明这个分支没有用了，就可以当垃圾回收去烧了。

注：在Java中可作为GCRoots的对象：

1).虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象；

2).方法区中类静态属性引用的对象；

3).方法区中常量引用的对象；

4).本地方法栈中JNI引用的对象

针对问题2——什么时候回收？

即使是被判断不可达的对象，也要再进行筛选，当对象没有覆盖finalize()方法，或者finalize方法已经被虚拟机调用过，则没有必要执行；

如果有必要执行——放置在F-Queue的队列中——Finalizer线程执行。

注意：对象可以在被GC时可以自我拯救(this)，机会只有一次，因为任何一个对象的finalize（）方法都只会被系统自动调用一次。并不建议使用，应该避免。使用try_finaly或者其他方式。

问题3——如何回收,这就牵扯到垃圾收集算法和垃圾收集器

垃圾收集算法：

1.标记—清除算法

两个阶段：标记，清除；

不足：效率问题；空间问题(会产生大量不连续的内存碎片)

2.复制算法

将可用内存按容量分为大小相等的两块，每次都只使用其中一块；

不足：将内存缩小为了原来的一半

新生代

3.标记—整理算法

标记，清除（让存活的对象都向一端移动）

老年代

垃圾收集器：

最后来讲一下流程。

新建的对象再新生代中，如果新生代内存不够，就进行Minor GC释放掉不活跃对象；如果还是不够，就把部分活跃对象复制到老年代中，如果还是不够，就进行MajorGC释放老年代，如果还是不够，JVM会抛出内存不足，发生oom，内存泄漏。

学习参考：
《深入理解Java 虚拟机（第二版）》
https://blog.csdn.net/antony9118/article/details/51375662