1. 垃圾收集器以及新生代、老年代、永久代

1.1 講一下新生代、老年代、永久代的區(qū)別

• 在 Java 中，堆被劃分成兩個不同的區(qū)域：新生代 ( Young )、老年代 ( Old )。而新生代 ( Young ) 又被劃分為三個區(qū)域：Eden、From Survivor、To Survivor。這樣劃分的目的是為了使 JVM 能夠更好的管理堆內(nèi)存中的對象，包括內(nèi)存的分配以及回收。
• 新生代中一般保存新出現(xiàn)的對象，所以每次垃圾收集時都發(fā)現(xiàn)大批對象死去，只有少量對象存活，便采用了復制算法，只需要付出少量存活對象的復制成本就可以完成收集。
• 老年代中一般保存存活了很久的對象，他們存活率高、沒有額外空間對它進行分配擔保，就必須采用“標記-清理”或者“標記-整理”算法。
• 永久代就是JVM的方法區(qū)。在這里都是放著一些被虛擬機加載的類信息，靜態(tài)變量，常量等數(shù)據(jù)。這個區(qū)中的東西比老年代和新生代更不容易回收。

1.2 Minor GC、Major GC、Full GC是什么

• Minor GC是新生代GC，指的是發(fā)生在新生代的垃圾收集動作。由于java對象大都是朝生夕死的，所以Minor GC非常頻繁，一般回收速度也比較快。（一般采用復制算法回收垃圾）
• Major GC是老年代GC，指的是發(fā)生在老年代的GC，通常執(zhí)行Major GC會連著Minor GC一起執(zhí)行。Major GC的速度要比Minor GC慢的多。（可采用標記清楚法和標記整理法）
• Full GC是清理整個堆空間，包括年輕代和老年代

1.3 Minor GC、Major GC、Full GC區(qū)別及觸發(fā)條件

• Minor GC 觸發(fā)條件一般為：
  • eden區(qū)滿時，觸發(fā)MinorGC。即申請一個對象時，發(fā)現(xiàn)eden區(qū)不夠用，則觸發(fā)一次MinorGC。
  • 新創(chuàng)建的對象大小 > Eden所?？臻g時觸發(fā)Minor GC
• Major GC和Full GC 觸發(fā)條件一般為：
  Major GC通常是跟full GC是等價的
  • 每次晉升到老年代的對象平均大小>老年代剩余空間
  • MinorGC后存活的對象超過了老年代剩余空間
  • 永久代空間不足
  • 執(zhí)行System.gc()
  • CMS GC異常
  • 堆內(nèi)存分配很大的對象

1.4 為什么新生代要分Eden和兩個 Survivor 區(qū)域？

• 如果沒有Survivor，Eden區(qū)每進行一次Minor GC，存活的對象就會被送到老年代。老年代很快被填滿，觸發(fā)Major GC.老年代的內(nèi)存空間遠大于新生代，進行一次Full GC消耗的時間比Minor GC長得多,所以需要分為Eden和Survivor。
• Survivor的存在意義，就是減少被送到老年代的對象，進而減少Full GC的發(fā)生，Survivor的預篩選保證，只有經(jīng)歷15次Minor GC還能在新生代中存活的對象，才會被送到老年代。
• 設置兩個Survivor區(qū)最大的好處就是解決了碎片化，剛剛新建的對象在Eden中，經(jīng)歷一次Minor GC，Eden中的存活對象就會被移動到第一塊survivor space S0，Eden被清空；等Eden區(qū)再滿了，就再觸發(fā)一次Minor GC，Eden和S0中的存活對象又會被復制送入第二塊survivor space S1（這個過程非常重要，因為這種復制算法保證了S1中來自S0和Eden兩部分的存活對象占用連續(xù)的內(nèi)存空間，避免了碎片化的發(fā)生）

1.5 Java堆老年代( Old ) 和新生代 ( Young ) 的默認比例？

• 默認的新生代 ( Young ) 與老年代 ( Old ) 的比例的值為 1:2 ( 該值可以通過參數(shù) –XX:NewRatio 來指定 )，即：新生代 ( Young ) = 1/3 的堆空間大小。老年代 ( Old ) = 2/3 的堆空間大小。
• 其中，新生代 ( Young ) 被細分為 Eden 和 兩個 Survivor 區(qū)域，Edem 和倆個Survivor 區(qū)域比例是 = 8 : 1 : 1 ( 可以通過參數(shù) –XX:SurvivorRatio 來設定 )，
• 但是JVM 每次只會使用 Eden 和其中的一塊 Survivor 區(qū)域來為對象服務，所以無論什么時候，總是有一塊 Survivor 區(qū)域是空閑著的。

1.6 為什么要這樣分代：

• 其實主要原因就是可以根據(jù)各個年代的特點進行對象分區(qū)存儲，更便于回收，采用最適當?shù)氖占惴ǎ?
  • 新生代中，每次垃圾收集時都發(fā)現(xiàn)大批對象死去，只有少量對象存活，便采用了復制算法，只需要付出少量存活對象的復制成本就可以完成收集。
  • 而老年代中因為對象存活率高、沒有額外空間對它進行分配擔保，就必須采用“標記-清理”或者“標記-整理”算法。
• 新生代又分為Eden和Survivor （From與To，這里簡稱一個區(qū)）兩個區(qū)。加上老年代就這三個區(qū)。數(shù)據(jù)會首先分配到Eden區(qū)當中（當然也有特殊情況，如果是大對象那么會直接放入到老年代（大對象是指需要大量連續(xù)內(nèi)存空間的java對象）。當Eden沒有足夠空間的時候就會觸發(fā)jvm發(fā)起一次Minor GC，。如果對象經(jīng)過一次Minor-GC還存活，并且又能被Survivor空間接受，那么將被移動到Survivor空間當中。并將其年齡設為1，對象在Survivor每熬過一次Minor GC，年齡就加1，當年齡達到一定的程度（默認為15）時，就會被晉升到老年代中了，當然晉升老年代的年齡是可以設置的。

1.7 什么是垃圾回收器他和垃圾算法有什么區(qū)別

• 垃圾收集器是垃圾回收算法（標記清楚法、標記整理法、復制算法、分代算法）的具體實現(xiàn)，不同垃圾收集器、不同版本的JVM所提供的垃圾收集器可能會有很在差別。

1.8 說一下 JVM 有哪些垃圾回收器？

• 如果說垃圾收集算法是內(nèi)存回收的方法論，那么垃圾收集器就是內(nèi)存回收的具體實現(xiàn)。下圖展示了7種作用于不同分代的收集器，其中用于回收新生代的收集器包括Serial、PraNew、Parallel Scavenge，回收老年代的收集器包括Serial Old、Parallel Old、CMS，還有用于回收整個Java堆的G1收集器。不同收集器之間的連線表示它們可以搭配使用。
  
  • Serial收集器（復制算法): 新生代單線程收集器，標記和清理都是單線程，優(yōu)點是簡單高效；
  • ParNew收集器 (復制算法): 新生代收并行集器，實際上是Serial收集器的多線程版本，在多核CPU環(huán)境下有著比Serial更好的表現(xiàn)；
  • Parallel Scavenge收集器 (復制算法): 新生代并行收集器，追求高吞吐量，高效利用 CPU。吞吐量 = 用戶線程時間/(用戶線程時間+GC線程時間)，高吞吐量可以高效率的利用CPU時間，盡快完成程序的運算任務，適合后臺應用等對交互相應要求不高的場景；
  • Serial Old收集器 (標記-整理算法): 老年代單線程收集器，Serial收集器的老年代版本；
  • Parallel Old收集器 (標記-整理算法)：老年代并行收集器，吞吐量優(yōu)先，Parallel Scavenge收集器的老年代版本；
  • CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器（標記-清除算法）：老年代并行收集器，以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器，具有高并發(fā)、低停頓的特點，追求最短GC回收停頓時間。
  • G1(Garbage First)收集器 ( 標記整理 + 復制算法來回收垃圾 )：Java堆并行收集器，G1收集器是JDK1.7提供的一個新收集器，G1收集器基于“標記-整理”算法實現(xiàn)，也就是說不會產(chǎn)生內(nèi)存碎片。此外，G1收集器不同于之前的收集器的一個重要特點是：G1回收的范圍是整個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。

1.9 收集器可以這么分配？（了解就好了）

Serial / Serial Old
Serial / CMS
ParNew / Serial Old
ParNew / CMS
Parallel Scavenge / Serial Old
Parallel Scavenge / Parallel Old
G1

1.10 新生代垃圾回收器和老年代垃圾回收器都有哪些？有什么區(qū)別？

• 新生代回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
• 老年代回收器：Serial Old、Parallel Old、CMS
• 整堆回收器：G1

新生代垃圾回收器一般采用的是復制算法，復制算法的優(yōu)點是效率高，缺點是內(nèi)存利用率低；老年代回收器一般采用的是標記-整理的算法進行垃圾回收。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-760133.html

1.11 簡述分代垃圾回收器是怎么工作的？

• 分代回收器有兩個分區(qū)：老生代和新生代，新生代默認的空間占比總空間的 1/3，老生代的默認占比是 2/3。
• 新生代使用的是復制算法，新生代里有 3 個分區(qū)：Eden、To Survivor、From Survivor，它們的默認占比是 8:1:1，它的執(zhí)行流程如下：
  • 把 Eden + From Survivor 存活的對象放入 To Survivor 區(qū)；
  • 清空 Eden 和 From Survivor 分區(qū)；
  • From Survivor 和 To Survivor 分區(qū)交換，F(xiàn)rom Survivor 變 To Survivor，To Survivor 變 From Survivor。
• 每次在 From Survivor 到 To Survivor 移動時都存活的對象，年齡就 +1，當年齡到達 15（默認配置是 15）時，升級為老生代。大對象也會直接進入老生代。
• 老生代當空間占用到達某個值之后就會觸發(fā)全局垃圾收回，一般使用標記整理的執(zhí)行算法。以上這些循環(huán)往復就構成了整個分代垃圾回收的整體執(zhí)行流程。

2. 內(nèi)存分配策略

2.1 簡述java內(nèi)存分配與回收策率以及Minor GC和Major GC

• 所謂自動內(nèi)存管理，最終要解決的也就是內(nèi)存分配和內(nèi)存回收兩個問題。前面我們介紹了內(nèi)存回收，這里我們再來聊聊內(nèi)存分配。
• 對象的內(nèi)存分配通常是在 Java 堆上分配（隨著虛擬機優(yōu)化技術的誕生，某些場景下也會在棧上分配，后面會詳細介紹），對象主要分配在新生代的 Eden 區(qū)，如果啟動了本地線程緩沖，將按照線程優(yōu)先在 TLAB 上分配。少數(shù)情況下也會直接在老年代上分配?？偟膩碚f分配規(guī)則不是百分百固定的，其細節(jié)取決于哪一種垃圾收集器組合以及虛擬機相關參數(shù)有關，但是虛擬機對于內(nèi)存的分配還是會遵循以下幾種「普世」規(guī)則：

2.1.1 對象優(yōu)先在 Eden 區(qū)分配

• 多數(shù)情況，對象都在新生代 Eden 區(qū)分配。當 Eden 區(qū)分配沒有足夠的空間進行分配時，虛擬機將會發(fā)起一次 Minor GC。如果本次 GC 后還是沒有足夠的空間，則將啟用分配擔保機制在老年代中分配內(nèi)存。
  • 這里我們提到 Minor GC，如果你仔細觀察過 GC 日常，通常我們還能從日志中發(fā)現(xiàn) Major GC/Full GC。
  • Minor GC 是指發(fā)生在新生代的 GC，因為 Java 對象大多都是朝生夕死，所有 Minor GC 非常頻繁，一般回收速度也非?？?；
  • Major GC/Full GC 是指發(fā)生在老年代的 GC，出現(xiàn)了 Major GC 通常會伴隨至少一次 Minor GC。Major GC 的速度通常會比 Minor GC 慢 10 倍以上。

2.1.2 為什么大對象直接進入老年代

• 所謂大對象是指需要大量連續(xù)內(nèi)存空間的對象，頻繁出現(xiàn)大對象是致命的，會導致在內(nèi)存還有不少空間的情況下提前觸發(fā) GC 以獲取足夠的連續(xù)空間來安置新對象。
• 前面我們介紹過新生代使用的是標記-清除算法來處理垃圾回收的，如果大對象直接在新生代分配就會導致 Eden 區(qū)和兩個 Survivor 區(qū)之間發(fā)生大量的內(nèi)存復制。因此對于大對象都會直接在老年代進行分配。

2.1.3 長期存活對象將進入老年代

• 虛擬機采用分代收集的思想來管理內(nèi)存，那么內(nèi)存回收時就必須判斷哪些對象應該放在新生代，哪些對象應該放在老年代。因此虛擬機給每個對象定義了一個對象年齡的計數(shù)器，如果對象在 Eden 區(qū)出生，并且能夠被 Survivor 容納，將被移動到 Survivor 空間中，這時設置對象年齡為 1。對象在 Survivor 區(qū)中每「熬過」一次 Minor GC 年齡就加 1，當年齡達到一定程度（默認 15） 就會被晉升到老年代。
  

到了這里，關于Java虛擬機（JVM）垃圾收集器、新生代、老年代、永久代以及內(nèi)存分配策略的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！