Java岗大厂面试百日冲刺 - 日积月累,每日三题【Day35】—— JVM2

  • 面试题2:JVM会在什么时候进行GC呢?

    • 追问1:介绍一下不同代空间的垃圾回收机制
  • 追问2:能说一下新生代空间的构成与执行逻辑么?

  • 追问3:说一下发生OOM时,垃圾回收机制的执行流程。

  • 面试题3:Full GC 、Major GC和 Minor GC有什么不同

  • 每日小结


本栏目Java开发岗高频面试题主要出自以下各技术栈:Java基础知识集合容器并发编程JVMSpring全家桶MyBatis等ORMapping框架MySQL数据库Redis缓存RabbitMQ消息队列Linux操作技巧等。

地球人都知道,Java有个东西叫垃圾收集器(GC),它让创建的对象不需要像c/c++那样delete、free掉,你能不能谈谈,GC是在什么时候,对什么东西,做了什么事情?

这个是经典抛砖引玉的问法,既能看出我们对GC掌握的情况,也能从多点切入深问,看着三句话,其实每句话的知识点都够我们喝一壶的。JVM接下来三篇会以:什么时候进行GC对哪些对象做哪些处理三个角度的面试问题进行整理,来吧,卷。

本篇的内容主要基于在什么时候进行GC这个方向来学习,大家有问题请在评论区喷我或互喷,喷出来的问题才会印象深刻

面试题1:简单说一下java的垃圾回收机制。

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任何语言在运行过程中都会创建对象,也就意味着需要在内存中为这些对象在内存中分配空间,如果这些对象只增加不减少,那么堆空间很快就会被耗尽。因此在这些对象失去使用的意义的时候,需要释放掉这些内容,保证内存能够提供给新的对象使用,对于对象内存的释放就是垃圾回收机制,也叫做gc(Garbage Collection,GC)。

在这里插入图片描述

对于java开发者来说gc是一个双刃剑,像C语言的垃圾回收是人工的,工作量大,但是可控性高。而java是自动化的,但是可控性很差,甚至有时会出现内存溢出的情况,内存溢出也就是jvm分配的内存中对象过多,超出配置的JDK最大可分配内存的大小


在这里插入图片描述

课间休息,又来秀一下来自咱们群里同学的搬砖工地,坐标:武汉

作者:相识何必再相逢


面试题2:JVM会在什么时候进行GC呢?

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JVM常在以下几种场景时进行GC操作:

  • 在cpu空闲的时候自动进行回收

  • 主动调用System.gc()后尝试进行回收,是否回收由JVM决定。

  • Eden区域满了,或者新创建的对象大小 > Eden所剩空间,执行Minor GC

  • 升到老年代的对象大于老年代剩余空间的时候执行Full GC,或者Young GC中发生promotion failure`强制Full GC 。

  • 在堆内存存储满了之后进行GC,如gc与非gc时间耗时超过了GCTimeRatio的限制引发OOM

YGC出现promotion failure的场景: promotion failure发生在Young GC, 如果Survivor区当中存活对象的年龄达到了设定值,会就将Survivor区当中的对象拷贝到老年代,如果老年代的空间不足,就会发生promotion failure, 强制进行Full GC 。

追问1:介绍一下不同代空间的垃圾回收机制


新生代(Young generation):

从年轻代空间(包括 Eden 和 Survivor 区域)回收内存被称为 Minor GC,因为 Java 对象大多都具备朝生夕灭(很快不再使用)的特性,所以 Minor GC 非常频繁,一般回收速度也比较快。这一定义既清晰又易于理解。。

老年代(Old generation):

对象没有变得不可达,并且从新生代周期中存活了下来,会被拷贝到这里。其区域分配的空间要比新生代多。也正由于其相对大的空间,发生在老年代的GC次数要比新生代少得多。清理老年代内存一般直接是 Full GC来清理。

默认的新生代(Young generation)、老年代(Old generation)所占空间比例为 1 : 2

持久代(Permanent generation):

也称之为方法区(Method area):用于保存类常量以及字符串常量。注意,这个区域不是用于存储那些从老年代存活下来的对象,这个区域也可能发生GC。发生在这个区域的GC事件为 Major GC 。

出现了 Major GC,经常会伴随至少一次的 Minor GC(但非绝对的,ParallelScavenge 收集器的收集策略里就有直接进行 Major GC 的策略选择过程) 。MajorGC 的速度一般会比 Minor GC 慢 10倍以上。只不过在这个区域发生GC的条件非常严苛,必须符合以下三种条件才会被回收:

  1. 所有实例被回收

  2. 加载该类的ClassLoader 被回收

  3. Class 对象无法通过任何途径访问(包括反射)

追问2:能说一下新生代空间的构成与执行逻辑么?


新生代(Young generation)用来保存那些第一次被创建的对象,它被分成三个空间:

  • 一个伊甸园空间(Eden)

  • 两个幸存者空间(From Survivor、To Survivor)

默认新生代空间的分配:Eden : From : To =8 : 1 : 1

在这里插入图片描述

每个空间的执行说明如下:

  1. 绝大多数刚刚被创建的对象会存放在伊甸园空间(Eden)。当一个对象被判定为 死亡 的时候,GC 就有责任来回收掉这部分对象的内存空间。

  2. 新生代是 GC 最频繁区域。当对象在 Eden ( 包括一个 Survivor 区域,假设是 from 区域 ) 出生后,在经过一次 Minor GC后,如果对象还存活,并且能够被另外一块 Survivor 区域所容纳(上面已经假设为 from 区域,这里应为 to 区域,即 to 区域有足够的内存空间来存储 Eden 和 from 区域中存活的对象 ),则使用复制算法将这些仍然还存活的对象复制到另外一块 Survivor 区域 ( 即 to 区域 )中,然后清理所使用过的 Eden以及 Survivor 区域 ( 即from 区域 ),并且将这些对象的年龄设置为1。可见,两个幸存者空间,必须有一个是保持空的

  3. 此后,对象在 Survivor 区每熬过一次 Minor GC,就将对象的年龄 + 1,当对象的年龄达到某个值时 ( 默认是 15 岁,可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设定),这些对象就会成为老年代

  4. 但也有例外的,对于一些较大的对象 (即需要分配一块较大的连续内存空间 ) 则是直接进入到老年代。。

如何判定对象死亡:通过引用计数法、可达性分析算法判断是否还存在引用,以及结合根据对象引用强度判断;


以下流程评论区朋友们有歧义,经查证确实是有问题的,保留下来引以为戒。

  1. 绝大多数刚刚被创建的对象会存放在伊甸园空间(Eden)。

  2. 在伊甸园空间执行第一次GC(Minor GC)之后,存活的对象被移动到其中一个幸存者空间(Survivor)。

  3. 此后,每次伊甸园空间执行GC后,存活的对象会被堆积在同一个幸存者空间。

  4. 当一个幸存者空间饱和,还在存活的对象会被移动到另一个幸存者空间。然后会清空已经饱和的哪个幸存者空间,可见,两个幸存者空间,必须有一个是保持空的。

  5. 在以上步骤中重复N次(N = MaxTenuringThreshold(年龄阀值设定,默认15))依然存活的对象,就会被移动到老年代。

当然,也有例外出现,对于一些比较大的对象(需要分配一块比较大的连续内存空间)则直接进入到老年代。一般在Survivor 空间不足的情况下发生。


追问3:说一下发生OOM时,垃圾回收机制的执行流程。


  1. 对于一个很大的对象或数组,我们会首先在Eden 尝试创建,如果Eden区内存不够,创建不了,则触发Minor GC

  2. Minor GC完成后继续尝试在Eden区存放,发现仍然放不下;

  3. 尝试直接进入老年代,老年代也放不下

  4. 触发 FULL GC 清理老年代的空间

  5. FULL GC完成后尝试往老年代里放,还是放不下

  6. OOM


在这里插入图片描述

北漂铁子们,快来猜猜这是哪里?

作者:淘气的小苹果


面试题3:Full GC 、Major GC和 Minor GC有什么不同

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我们见过很多 GC 名词如:Minor GC、Young GC、Full GC、Old GC、Major GC、Mixed GC等。那么这么多GC如何进行大致区分?下面我们引用 R 大在知乎上的回答:

针对 HotSpot VM 的实现,它里面的 GC 其实准确分类有两种:

  1. Partial GC(局部 GC): 并不收集整个 GC 堆的模式
  • Young GC: 只收集 Young Gen 的 GC,Young GC 还有种说法就叫做 Minor GC,两者是一个意思;

  • Old GC: 只收集 old gen 的 GC,只有垃圾收集器 CMS 的 concurrent collection 是这个模式;

  • Mixed GC: 收集整个 Young Gen 以及部分 old gen 的 GC,只有垃圾收集器 G1 有这个模式;

  1. Full GC(全局 GC): 收集整个堆,包括新生代,老年代,永久代(在 JDK 1.8 及以后,永久代被移除,换为 metaspace 元空间)等所有部分的模式;
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