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前言

經(jīng)過前段時(shí)間一面的通過，阿巴阿巴被邀請進(jìn)入二面，這次她與遇到的面試官將繼續(xù)為難她，要問她關(guān)于GC算法的問題。

回家等通知

面試官： 你對JVM的垃圾回收了解嗎?

阿巴阿巴： 嗯嗯，了解一些。

面試官： 那么JVM是如何判斷一個(gè)對象是垃圾呢?

阿巴阿巴： 好像有一個(gè)可達(dá)性分析法。

阿巴阿巴： 就是對象可達(dá)會(huì)判定為活對象，然后不可達(dá)的就當(dāng)作“垃圾”。

面試官： 嗯....講一下你了解的垃圾回收算法吧。

阿巴阿巴：

標(biāo)記清楚算法

標(biāo)記整理算法

復(fù)制算法

分代收集算法

面試官： 嗯....那你對這些算法了解嗎?

阿巴阿巴： 嗯....不太了解...

面試官： 行，今天先面到這里，你這邊先回去等通知吧??

阿巴阿巴： 好的。

很遺憾，您未能通過面試，您的簡歷已加入公司人才庫，期待下次相遇......

當(dāng)場拿Offer

面試官： 你對JVM的垃圾回收了解嗎?

阿巴阿巴： 嗯嗯，了解一些。

面試官： 那么JVM是如何判斷一個(gè)對象是垃圾呢?

阿巴阿巴： 有兩種方法，一種是引用計(jì)數(shù)法，另一種是可達(dá)性分析法。

阿巴阿巴： 引用計(jì)數(shù)法就是給對象一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有引用引向該對象時(shí)，引用計(jì)數(shù)器就加一，每當(dāng)有引用斷開的時(shí)候，引用計(jì)數(shù)器就減一，這樣當(dāng)引用計(jì)數(shù)器為零時(shí)，那么就認(rèn)為這個(gè)對象已經(jīng)沒有用了，也就是所謂的“垃圾”，但是這種方式有個(gè)很大的弊端，對于循環(huán)引用無法處理。

阿巴阿巴： 循環(huán)引用的對象外部引用存在的情況，這種情況看似沒啥問題，但是當(dāng)我們把方法區(qū)的引用斷開時(shí)，問題就暴露出來了。

阿巴阿巴： 循環(huán)引用的對象外部引用斷開的情況。

阿巴阿巴： 上面這種引用斷開的情況，顯然對象A和對象B已經(jīng)沒有外部引用來引用它們，它們已經(jīng)成為了垃圾，而引用計(jì)數(shù)器因?yàn)樗鼈兿嗷ヒ?循環(huán)引用)，其值都為1，導(dǎo)致無法被回收，這個(gè)弊端導(dǎo)致引用計(jì)數(shù)法實(shí)際并沒有在JVM中所使用。

阿巴阿巴： 可達(dá)性分析法就是通過GC Roots的對象，以它為根往下搜索，這條被搜索的路徑稱為“引用鏈”，當(dāng)一個(gè)對象不被任何GC Roots的引用鏈所鏈接，那么就判定這個(gè)對象已經(jīng)“死了”，我們一般稱這個(gè)對象“不可達(dá)”。

面試官： 你剛有提到GC Roots，那你知道哪些對象可以作為GC Roots的對象嗎?

阿巴阿巴： 嗯嗯了解，主要有以下四類對象可以作為GC Roots的對象。

• 虛擬機(jī)棧中引用的對象
• 方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對象
• 方法區(qū)中常量引用的對象
• 本地方法棧中引用的對象

阿巴阿巴： 下面這張圖可以直觀的看出它們的關(guān)系。

阿巴阿巴： 可以看出，只有被引用鏈鏈上的對象才能被判定為“存活”，而不在引用鏈上的對象則被判定為“死亡”，也將作為垃圾被回收。

面試官： 講的很不錯(cuò)，那垃圾回收除了回收堆中的對象外，方法區(qū)中會(huì)有垃圾被回收嗎?

阿巴阿巴： 方法區(qū)中也是有垃圾回收的，方法區(qū)中主要回收廢棄了的常量和無用的類。

面試官： 嗯....講一下你了解的垃圾回收算法吧。

阿巴阿巴： 垃圾回收算法主要有以下四類。

• 標(biāo)記清楚算法
• 標(biāo)記整理算法
• 復(fù)制算法
• 分代收集算法

阿巴阿巴： 標(biāo)記清楚算法，是分為2個(gè)階段的，第一個(gè)階段進(jìn)行“標(biāo)記”，第二個(gè)階段進(jìn)行“清除”，先標(biāo)記出所有要清除的對象，也就是灰色部分，然后進(jìn)行回收。

阿巴阿巴： 采用標(biāo)記清除算法對堆進(jìn)行垃圾清理后，產(chǎn)生了很多空間碎片，這些空間碎片使新對象的內(nèi)存分配造成困難，不僅如此，標(biāo)記清除算法在標(biāo)記階段和清除階段的效率都不太高。

阿巴阿巴： 標(biāo)記整理算法孕育而生，解決了過多內(nèi)存碎片的問題。

阿巴阿巴： 為了解決效率的問題，復(fù)制算法也出現(xiàn)了，即把一塊內(nèi)存分成大小相等的2塊，每次使用的時(shí)候只使用其中的一塊，當(dāng)一塊內(nèi)存使用完的時(shí)候，把這塊內(nèi)存中存活的對象轉(zhuǎn)移到另一塊內(nèi)存中，然后將這塊內(nèi)存中的對象全部清空。

阿巴阿巴： 復(fù)制算法實(shí)現(xiàn)簡單、方便且效率很高，也不需要考慮內(nèi)存碎片的問題，但是要將內(nèi)存縮小為原來的一半，這代價(jià)無疑很高。

阿巴阿巴： 而且新生代的對象大多數(shù)都是朝生夕死的，按照1:1的空間比例來使用復(fù)制算法，將極大的影響了內(nèi)存的性能。

阿巴阿巴： 分代算法即將堆區(qū)進(jìn)行劃分，然后根據(jù)不同區(qū)域的情況來適用相應(yīng)的垃圾回收算法。

阿巴阿巴： 下圖是對新生代的細(xì)化，新生代分成Eden區(qū)和survivor區(qū)，其中survivor區(qū)又分為(s0和s1)倆個(gè)區(qū)域，它們的比例如圖所示為8 : 1 : 1。新對象優(yōu)先會(huì)在Eden區(qū)進(jìn)行分配,標(biāo)記清除算法在這里不適用，因?yàn)樗槠?，如果沒有連續(xù)的足夠空間來分配給對象，又會(huì)繼續(xù)觸發(fā)垃圾回收，對性能影響比較大。

阿巴阿巴： 對于傳統(tǒng)的GC來說，都無法避免GC過程中帶來的“STOP-THE-WORLD”，我們一般簡稱STW，STW對系統(tǒng)性能的影響很大，那么如何消除STW或者減少STW的時(shí)間顯得尤為重要，其實(shí)分代算法并非是一種具體的算法，和前面的標(biāo)記清除、標(biāo)記整理算法、復(fù)制算法不同的是，分代算法只是對對堆得一個(gè)劃分，然后在不同區(qū)域使用不同的算法，從而將STW的時(shí)間細(xì)分到各個(gè)區(qū)域，使得STW時(shí)間不會(huì)持續(xù)很長一段時(shí)間，來達(dá)到提高系統(tǒng)性能的目的。

面試官： 講的很清楚細(xì)致了，很不錯(cuò)，明天來上班吧??。

總結(jié)

關(guān)于垃圾回收算法這一塊，一定要答到GC Roots，以及各種垃圾回收算法，及他們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。