Java虚拟机（十三）——垃圾回收概述

概述

• 垃圾收集，不是Java语言的伴生产物，早在1960年，第一门开始使用内存动态分配和垃圾收集技术的Lisp语言诞生。
• 三个经典问题：
  • 哪些内存需要回收？
  • 什么时候回收？
  • 如何回收?
• 垃圾收集机制是Java的招牌能力，极大的提高了开发效率。如今，垃圾收集几乎成为了现代语言的标配，即使经过如此长时间的发展，Java的垃圾收集机制仍然在不断的演进中，不同大小的设备、不同特征的应用场景，对垃圾收集提出了新的挑战，这也是面试的热点。

什么是垃圾

• 垃圾是指在运行程序中没有任何指针指向的对象
• 如果不及时对内存中的垃圾进行清理，name这些垃圾对象所占用的内存空间会一直保留到应用程序结束，被保留的空间无法被其他对象使用。甚至可能导致内存溢出。

为什么需要GC

• 对于高级语言来说，一个基本认知是如果不进行垃圾回收，内存迟早会被消耗完
• 处了释放没用到的对象，垃圾回收也可以清除内存里的记录碎片。碎片整理将所占用的堆内存移动到堆的一端，以便于JVM将整理出的内存分配给新的对象
• 随着应用程序所应付的业务越来越庞大、复杂，用户越来越多，没有GC就不能保证程序的正常运行。而经常造成STW的GC跟不上实际的需求，所以才会不断的尝试对GC进行优化

早期垃圾回收

C/C++时代，内存基本是手动进行的

• 这种方式可以灵活控制内存释放的时间，但是会给开发人员带来 频繁申请和释放内存的管理负担，假如有一处内存区间由于程序员编码问题忘记被回收，那么就会产生内存泄漏，垃圾对象永远无法被清除，随着系统运行时间的不断增长，垃圾对象所消耗内存可能持续上升，直到出现内存溢出并造成应用程序崩溃

• 现在，除了Java外，C# Python Ruby等语言都使用了自动垃圾回收的思想，也是未来发展趋势。自动化的内存分配和垃圾回收是现代开发语言必备的标准。

Java垃圾回收机制

• 自动内存管理：无需开发人员手动参与内存的分配与回收，这样 降低内存泄漏和内存溢出的风险

  • 自动内存机制将程序员从繁重的内存管理中释放出来，可以更专注于业务开发

  • 如果过度依赖，那么这将是一场灾难，会弱化Java开发人员在出现内存溢出时定位问题和解决问题的能力。此时，了解JVM的自动内存分配和内存回收原理就显得非常重要，只有在真正了解JVM是如何管理内存后，我们才能在遇见OOM时，快速地根据错误异常日志定位问题和解决问题。

  • 当需要排查各种内存溢出、内存泄漏问题时，当垃圾收集称为系统达到更高并发量的瓶颈时，我们就必须对这些“自动化”的技术实施 必要的监控和调节

• Java中，主要关注堆和方法区的回收

  • Java堆是GC的工作重点
  • 从次数上讲
    • 频繁收集Young区
    • 较少收集Old区
    • 基本不动Perm区（元空间）

大厂面试题：

蚂蚁金服：

你知道哪几种垃圾回收器，各自的优缺点，重点讲一下cms和G1

一面：JVM GC算法有哪些，目前的JDK版本采用什么回收算法

一面：G1回收器讲下回收过程

GC是什么？为什么要有GC？

一面：GC的两种判定方法？ CMS收集器与G1收集器的特点。

百度：

说一下GC算法，分代回收说下

垃圾收集策略和算法

天猫：

一面：JVM GC原理，JVM怎么回收内存

一面：CMS特点，垃圾回收算法有哪些？各自的优缺点，他们共同的缺点是什么？

滴滴：

一面：Java的垃圾回收器都有哦哪些，说下G1的应用场景，平时你是如何搭配使用垃圾回收控制器的

京东：

你知道哪几种垃圾收集器，各自的优缺点，重点讲下CMS和G1，包括原理 流程 优缺点，垃圾回收算法的实现原理

阿里：

讲一讲垃圾回收算法

什么情况下触发垃圾回收？

如何选择合适的垃圾收集算法？

JVM有哪三种垃圾回收器？

字节跳动

常见的垃圾回收器算法有哪些，各有什么优劣？

system.gc()和runtime.gc()会做什么事情？

一面：Java GC 机制？GC Roots又哪些？

二面：Java对象的回收方式，回收算法

CMS和G1了解吗？CMS解决什么问题，说一下回收过程

CMS回收停顿了几次？为什么要停顿两次？