3.常见的垃圾回收器及算法

1.哪些变量引用不能回收

被GC Roots引用的变量不能被回收，GC Roots有方法的局部变量，类的静态变量。

2.不同的引用类型

• 强引用：一般都是我们直接new的对象，不会被回收。
• 软引用: 一般不会被回收，但回收后内存不够存放新对象的时候再回收。
• 弱引用: 垃圾回收时就会进行回收。
• 虚引用: 一般不用。
  如下代码:

        //强引用
        User user = new User();

        //软引用
        SoftReference<User> softUser = new SoftReference<User>(new User());

        //弱引用
        WeakReference<User> weakUser = new WeakReference<>(new User());

3.新生代的复制算法

• 复制算法的介绍(适用于存活率低的时候使用。存活高时，大量对象复制，效率低)
  把新生代内存分为同等大小的两块内存，程序运行时断地先在一块创建对象，直到放不下了，这时触发垃圾回收。就在第一块内存存活的对象复制到另一块内存中，如下图:

  
  复制算法引入.png

上面的复制算法，优点是解决了内存碎片问题，缺点内存利用率太低，只有50%。那么JAVA是怎么优化的呢？

• 复制算法的优化
  新生代的对象特点的生命周期短，大部分对象可能某个方法运行完就失去引用了，那么每次回收存活下来的对象可能就1%。那么JVM重新把新生代分成了1个Eden,2个Survivor区，比例为8:1:1。每次对象创建在Eden区，当第一次回收时，把回收对象放在S1区。第二次回收时，把Eden和S1一起回收，把回收对象放到S2,这时清空前者。过程如下图:

  
  第一次回收.png
  第二次回收.png

已经把内存的使用率提高到90%了。

4.什么时候对象会进入老年代

• 每次对象在S区转移一次，年龄就会加1，那么当对象年龄达到15岁时，在第16次回收时，这些对象会进行老年代。年龄通过-XX:MaxTenuringThreshold设置，默认为15。
• 动态年龄判断:当S区有一批对象大小大于S区总大小的50%，那么大于等于该年龄的对象全总转移到老年代。运行时的逻辑，年龄1+年龄2+...+年龄n的对象大于S区内存50%，那么大于年龄n的对象转移到老年代。注意:S区指s1区或s2区其中一块。
• 大对象直接进入老年代，通过-XX:PretenureZiseThreshold,避免大对象在年轻代来回复制，影响效率。
• minor gc后对象太多，S区放不下，对象进入老年代。这里面包括下面的空间分配担保规则判断。

5.老年代空间分配担保规则

1.minor gc 之前，会判断老年代剩余内存大小是否大于年轻代总内存大小。因为有可能minor gc后所有对象都存活。
-- 如果老年代剩余内存大于年轻代总内存大小，直接进行minor gc。
-- 如果老年代剩余内存小于年轻代总内存大小，则判断-XX:HandlePromotionFailure有没设置。没设置直接进行Full gc。
2.设置了-XX:HandlePromotionFailure参数
-- 判断老年代大小是否大于年轻代minor gc后进入老年代的平均大小。
-- 如果小于的话，则进行Full GC
3.如果大于的话，则进行minor gc,当minor gc后，会有以下几种情况。

• 存活对象大小小于S区，则直接进入S区。
• 存活对象大于S区，小于老年代内存，则进入老年代。
• 存活对象大于S区和老年代内存，则进行Full GC
  4.当Full GC 后，老年代还是不够内存存放minor gc 后的对象，则直接报OOM内存溢出错误，内存实在不够了。
  逻辑图如下:
  老年代空间分配担保规则.png

6.老年代使用什么回收算法

• 标记-整理算法:先把存活的对象标记出来，然后再移动到一边去，最后把边界以外的全部清空。

7.垃圾回收器的简单介绍

• Serial和Serial Old 垃圾回收器，分别回收年轻代和老年代，单线程工作，当回收的时候，我们的工作线程全部停止。

• Par New和CMS垃圾回收器，Par New用于新生代，CMS用于老年代，多线程工作，一般是现在生产上的标配。

• G1垃圾回收器,全新的垃圾回收器，统一收集新生代和老年代，更优秀的设计和性能，最大好处可以设置系统停顿时间。

8.JVM调优的目的

尽可能让对象者在新生代分配和回收，尽量别让太多对象频繁地进入老年代，避免频繁的老年代回收，分配充足的内存给新生代，尽量避免新生代频繁回收。