13 垃圾回收概述

垃圾回收概述

什么是垃圾

在提到什么是垃圾之前，我们先看下面一张图

从上图我们可以很明确的知道，Java 和 C++语言的区别，就在于垃圾收集技术和内存动态分配上，C语言没有垃圾收集技术，需要我们手动的收集。

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。
关于垃圾收集有三个经典问题：

• 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，极大地提高了开发效率。如今，垃圾收集几乎成为现代语言的标配，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，这当然也是面试的热点。

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，这个对象就是需要被回收的垃圾。

如果不及时对内存中的垃圾进行清理，那么，这些垃圾对象所占的内存空间会一直保留到应用程序的结束，被保留的空间无法被其它对象使用，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，内存迟早都会被消耗完，因为不断地分配内存空间而不进行回收，就好像不停地生产生活垃圾而从来不打扫一样
• 除了释放没用的对象，垃圾回收也可以清除内存里地记忆碎片。碎片整理将所占用地对内存移动到堆的一端，以便 JVM 将整理出来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就不能保证应用程序的正常进行。而经常造成STW的GC又跟不上实际的需求，所以在不断对GC进行优化

在早期的C/C++时代，垃圾回收基本上是手动执行的，开发人员可以使用new关键字进行内存申请 ，并使用delete关键字进行内存释放。

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，倘若有一处内存区间由于程序员编码的问题忘记被回收，那么就会产生 内存泄漏，垃圾对象永远多无法被清除，随着系统运行时间的不断增长，垃圾对象所耗内存可能持续上升，直到出现了内存溢出并造成 应用程序崩溃

Java的垃圾回收机制

• 好处

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

• 担忧

  • 对于Java开发人员来讲，自动内存管理就是一个黑匣子。会严重弱化Java开发人员在程序出现内存溢出是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是如何自动管理内存的时候，我们才能在遇见OutOfMemoryError的时候，快速的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、内存泄漏的问题的时候，当垃圾收集称为系统达到更高并发量的瓶颈的时候，我们就必须针对这些“自动化”的技术 实施必要的监控和调节

• 垃圾回收器可以对年轻代回收，也可以对老年代回收，甚至是全堆和方法区的回收
  • 其中，Java堆是垃圾回收的工作重点
  • 从次数上来讲
    • 频繁收集Young区
    • 较少收集Old区
    • 基本不动Perm区

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？
• JVM GC算法有哪些，目前的JDK版本采用什么回收算法？
• G1回收器讲下回收过程GC是什么？为什么要有GC？
• 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

• JVM GC原理，JVM怎么回收内存
• 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

Java的垃圾回收器都有哪些，说下g1的应用场景，平时你是如何搭配使用垃圾回收器的

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？
• Java GC机制？GC Roots有哪些？
• Java对象的回收方式，回收算法。
• CMS和G1了解么，CMS解决什么问题，说一下回收的过程。
• CMS回收停顿了几次，为什么要停顿两次?