面试问题——为何新生代和老年代使用的算法不一?

前两天面试碰到一个比较有意思的问题:为何新生代和老年代采取的算法不一样?

众所周知,新生代所采取的算法是标记-复制算法(复制算法),老年代采用的是标记-清除算法和标记–整理算法

最早出现的垃圾收集算法是“标记-清除”算法,但是他主要有两个缺点:1.执行效率不稳定,如果堆中大部分对象需要回收,那么需要进行大量标记和清除动作,执行效率会随着对象数量增长而降低。2.内存空间的碎片化问题。

对于新生代而言,因为需要面对的大部分对象都是可回收的对象,所以标记-复制算法应运而生。

因为该算法只需要复制的只是占少数的存活对象,而且分配内存是不用考虑有空间碎片的情况,只需要移动堆顶指针,按顺序分配即可,实现简单,运行高效,十分适合新生代那些大部分“朝生夕灭”的对象。

但是,复制算法在对象存活率较高时,需要较多的复制操作,效率会降低,尤其是该算法会浪费掉一部分内存,所以不适合老年代。这个时候“标记-清除算法”以及“标记-整理算法”便可以发挥他们的作用了。

### JVM新生代年代的区别及特点 #### 新生代 (Young Generation) 新生代主要用于存储新创建的对象。这一部分内存进一步细分为三个子区域:Eden区、From Survivor区To Survivor区[^2]。 - **Eden区**: 大多数情况下,新的对象会在 Eden 区分配空间。当 Eden 区满了之后,会触发 Minor GC 来清理该区域内的无用对象。 - **Survivor区**: 存活下来的对象会被移动到其中一个 Survivor 区(即 From 或 To)。每次发生Minor GC时, Eden 当前 From Survivor 的存活对象都会被转移到另一个空闲的 Survivor 区域,并交换角色;而那些年龄达到一定阈值的对象则晋升至年代[^4]。 这种设计使得短生命周期的对象可以在不涉及整个堆的情况下快速得到回收,从而提高了垃圾收集效率[^3]。 ```java // 创建一个新的对象实例通常发生在新生代中 Object newObj = new Object(); ``` #### 年代 (Old Generation) 相比之下,年代用于保存长期存活的对象。随着程序运行过程中不断经历多次GC周期后仍然存在的对象最终会被移入这里[^1]。 - 年代里的对象通常是较大且寿命较长的数据结构,比如缓存数据或是应用程序的核心组件等。由于这些对象相对稳定,所以对它们执行全量扫描式的 Major GC 频率较低,但一旦启动,则会对整个应用造成显著停顿时间的影响。 - 当年代容量接近饱时,将会触发 Full GC 进程来释放未引用的空间并整理碎片化问题。这涉及到重新排列剩余活动对象的位置以优化后续分配操作。 综上所述,在JVM内部通过合理配置新生代年代之间的比例可以有效提升整体性能表现,减少不必要的暂停时间提高吞吐量。
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