常見面試題之jvm內存回收和分配策略

• 如何判斷對象可回收

  根據可達性分析算法來判斷一個對象是否可回收，可達則不可回收，否則可回收；
  從GC Roots對象開始，有引用鏈，存活，沒有則可回收，屬於GC Roots類型對象如下：
  1.方法中的 參數，局部變量,臨時變量 （關心---堆區回收）
  2.靜態變量（關心---方法區回收）
  3.字符串常量的引用 （關心---方法區回收）
  4.本地方法（native JNI）引用的對象
  5.被同步鎖持有的對象 （關心---堆區回收）
  
  class Test{
  	//靜態變量
      private static Object c=new Object();
      
      public void test(參數){
      //局部變量，臨時變量
      Object o=new Object();
      }
  }
  說明：
  1.回收不僅僅是針對堆區，回收會分爲方法區回收和堆區回收
  2.堆區回收一些對象
  3.方法區回收字符串常量和類型信息和靜態變量
  

• 引用類型

  強引用: 儘管發送oom，也不回收的對象
  軟引用：內存不足情況下，會回收弱引用對象，內存依然不足，發生oom
  弱引用：不管內存是否足夠，下一次發生GC都會回收調的對象
  虛引用：忽略
  

• 分代收集算法（針對堆回收）

  1.分代收集理論：實際開發當中，對象分爲兩種：絕大部分對象朝生夕死，少部分對象存活比較長。
  		基於這個理論，對堆劃分代，不同代採用不同回收策略，那就是不同代使用不同回收算法，
  		最大的提高了回收效率。
  2.分代回收類型：
   新生代收集：Minor GC (堆分區的年輕代)
   老年代收集：Major GC （堆老年代）
   混合收集：Mixed GC （堆新生代和部分老年代）
   整堆收集：Full GC （整個堆和整個方法區）
  
  3.基本回收算法
    標記清除算法：在堆中標記出非存活對象，然後釋放掉；在堆中標記出存活對象，把剩下的釋放掉，可選擇的。
    			 缺點：1.效率不穩定，看存活對象的多少，就要標記多少，內存大的情況下，效率極低
    			 	  2.碎片化內存，就原地釋放，釋放完後內存不一定連續
    			 	  
    標記複製算法：年輕代對象98%活不過第一輪垃圾回收，也就是98%的對象都是要回收的，把年輕代的堆內存
    			 分爲兩半，每次只用一塊內存，垃圾回收時，直接把存活對象複製到另外一半內存，按順序
    			 進行分配剩下存活的對象
    			 優點：1.不存在內存碎片化的問題，效率也高
    			 缺點：1.比較浪費內存（後面進行了優化，將年輕代劃分爲eden和兩個survivor,內存比例
    			 爲8：1：1，也就是每次只會浪費10%的內存）
    			 總結：年輕代對象的特點，大多數選用這種垃圾回收算法
    			 
    標記整理算法： 將內存中存活的對象，直接移向內存的另外一端，然後擦除邊界以外的部分
    			  優點：1.不存在碎片化問題相對標記清除算法
    			  	   2.不需要浪費10%的額外空間相對於標記複製算法
    		
    總結：1.年輕代的特性，標記複製算法比較適合
    	   2.老年代的特性，標記清算和標記整理算法比較適合；標記清除由於碎片化問題，分配內存成本較高
    	     標記整理不存在碎片化問題，但是要移動內存，分配內存方便，但是移動內存成本高
    			 
  

• 常見分代垃圾收集器

  年輕代：
  	serial: 使用標記複製算法，gc線程與應用線程是串行化的，gc時候所有應用線程暫停，直到gc完成
  	        （適合內存比較小的情況下，如果再內存大的情況下，gc停頓太長，很影響用戶體驗）
  	parNew: 使用標記複製算法,gc線程與應用線程是串行化的，gc時候所有應用線程暫停，直到gc完成
  			但是這個是serial的多線程版本，多個gc線程進行工作
  			（適合內存比較大的情況下，因爲gc多個線程工作，回收快，停頓時間短）
  	parallel Scavenge:使用標記複製算法,gc線程與應用線程是串行化的，gc時候所有應用線程暫停，直到gc完成
  			但是這個是serial的多線程版本，多個gc線程進行工作
  			(和parNew差不多，但是可以根據業務場景，可調整gc時間，讓吞吐量達到一定可控)
  老年代：
  	serial old：使用標記整理算法，gc線程與應用線程是串行化的，gc時候所有應用線程暫停，直到gc完成
  	parallel old:使用標記整理算法，gc線程與應用線程是串行化的，gc時候所有應用線程暫停，直到gc完成
  				 但是這個是serial old的多線程版本，多個gc線程進行工作
  	cms:使用標記清除算法，gc線程可以和用戶線程並行，停頓時間短
  

• JDK8默認垃圾收集器

  設置jvm options:-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps
  
  Heap
   PSYoungGen      total 76288K, used 5261K [0x000000076ab00000, 0x0000000770000000, 0x00000007c0000000)
    eden space 65536K, 8% used [0x000000076ab00000,0x000000076b0234a8,0x000000076eb00000)
    from space 10752K, 0% used [0x000000076f580000,0x000000076f580000,0x0000000770000000)
    to   space 10752K, 0% used [0x000000076eb00000,0x000000076eb00000,0x000000076f580000)
   ParOldGen       total 175104K, used 0K [0x00000006c0000000, 0x00000006cab00000, 0x000000076ab00000)
    object space 175104K, 0% used [0x00000006c0000000,0x00000006c0000000,0x00000006cab00000)
   Metaspace       used 2934K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
    class space    used 319K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
  
  總結：jdk8的情況下，使用的垃圾回收parallel Scavenge 和parallel old
  

• 內存分配策略（jdk默認 PSYoungGen ParOldGen）

   1.優先分配到eden區，如果內存不夠，發生minor gc,存活對象超過survivor大小，多出的直接轉移到老年代
     否則，交換到survivor，將空出來的eden內存分配給新進來的對象
   2.大對象直接分配到老年代（-XX：PretenureSizeThreshold）
   3. 根據對象的年齡進入老年代（-XX：MaxTenuringThreshold）
   
   分配小例子：
   代碼：
   //-Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:PretenureSizeThreshold=6291456
    byte[] b1=new byte[_1M*4];
    byte[] b2=new byte[_1M*2];
     
  gc日誌分析：
   	1.一開始佔用2596k
     2.創建了一個數組用了 4096 --->已經使用6692k，eden剩餘，1500k
     3.創建一個數組用了 2048，---->eden需要內存6692+2048，明顯eden內存不夠，發生minor gc一次
                           ----->發現survivor只有1024k,而總存活對象爲6692k（擔保分配到老年代4104k，		survivor分配840k，回收了1584k，eden區留了163k）
                          ----->2048k對象經過gc就可以直接分配到eden了 
  

  gc日誌
  

• jvm內存模型