目录

1、简述 Java 垃圾回收机制

2、GC 是什么？为什么要 GC

3、垃圾回收的长处和原理。并思考 2 种回收机制

4、垃圾回收器的基本原理是什么？垃圾回收器能够马上回收内存吗？有什么方法被动告诉虚拟机进行垃圾回收？

5、Java 中都有哪些援用类型？

6、怎么判断对象是否能够被回收？

7、在 Java 中，对象什么时候能够被垃圾回收

8、JVM 中的永恒代中会产生垃圾回收吗

9、说一下 JVM 有哪些垃圾回收算法？

10、说一下 JVM 有哪些垃圾回收器？

11、具体介绍一下 CMS 垃圾回收器？

12、新生代垃圾回收器和老年代垃圾回收器都有哪些？有什么区别？

13、简述分代垃圾回收器是怎么工作的？

1、简述 Java 垃圾回收机制

在 java 中，程序员是不须要显示的去开释一个对象的内存的，而是由虚拟机自行执行。在 JVM 中，有一个垃圾回收线程，它是低优先级的，在失常状况下是不会执行的，只有在虚拟机闲暇或者以后堆内存不足时，才会触发执行，扫面那些没有被任何援用的对象，并将它们增加到要回收的汇合中，进行回收。

2、GC 是什么？为什么要 GC

GC 是垃圾收集的意思（Gabage Collection）, 内存解决是编程人员容易呈现问题的中央，遗记或者谬误的内存

回收会导致程序或零碎的不稳固甚至解体，Java 提供的 GC 性能能够主动监测对象是否超过作用域从而达到主动

回收内存的目标，Java 语言没有提供开释已分配内存的显示操作方法。

3、垃圾回收的长处和原理。并思考 2 种回收机制

Java 语言最显著的特点就是引入了垃圾回收机制，它使 java 程序员在编写程序时不再思考内存治理的问题。

因为有这个垃圾回收机制，java 中的对象不再有“作用域”的概念，只有援用的对象才有“作用域”。

垃圾回收机制无效的避免了内存泄露，能够无效的应用可应用的内存。

垃圾回收器通常作为一个独自的低级别的线程运行，在不可预知的状况下对内存堆中曾经死亡的或很长时间没有用过的对象进行革除和回收。

程序员不能实时的对某个对象或所有对象调用垃圾回收器进行垃圾回收。

垃圾回收有分代复制垃圾回收、标记垃圾回收、增量垃圾回收。

4、垃圾回收器的基本原理是什么？垃圾回收器能够马上回收内存吗？有什么方法被动告诉虚拟机进行垃圾回收？

对于 GC 来说，当程序员创建对象时，GC 就开始监控这个对象的地址、大小以及应用状况。

通常，GC 采纳有向图的形式记录和治理堆 (heap) 中的所有对象。通过这种形式确定哪些对象是 ” 可达的 ”，哪些对象是 ” 不可达的 ”。当 GC 确定一些对象为 ” 不可达 ” 时，GC 就有责任回收这些内存空间。

能够。程序员能够手动执行 System.gc()，告诉 GC 运行，然而 Java 语言标准并不保障 GC 肯定会执行。

5、Java 中都有哪些援用类型？

• 强援用：产生 gc 的时候不会被回收。
• 软援用：有用但不是必须的对象，在产生内存溢出之前会被回收。
• 弱援用：有用但不是必须的对象，在下一次 GC 时会被回收。
• 虚援用（幽灵援用 / 幻影援用）：无奈通过虚援用取得对象，用 PhantomReference 实现虚援用，虚援用的用处是在 gc 时返回一个告诉。

6、怎么判断对象是否能够被回收？

垃圾收集器在做垃圾回收的时候，首先须要断定的就是哪些内存是须要被回收的，哪些对象是「存活」的，是不能够被回收的；哪些对象曾经「死掉」了，须要被回收。

个别有两种办法来判断：

• 援用计数器法：为每个对象创立一个援用计数，有对象援用时计数器 +1，援用被开释时计数 -1，当计数器为 0 时就能够被回收。它有一个毛病不能解决循环援用的问题；
• 可达性剖析算法：从 GC Roots 开始向下搜寻，搜寻所走过的门路称为援用链。当一个对象到 GC Roots 没有任何援用链相连时，则证实此对象是能够被回收的。

7、在 Java 中，对象什么时候能够被垃圾回收

当对象对以后应用这个对象的应用程序变得不可涉及的时候，这个对象就能够被回收了。

垃圾回收不会产生在永恒代，如果永恒代满了或者是超过了临界值，会触发齐全垃圾回收(Full GC)。如果你认真查看垃圾收集器的输入信息，就会发现永恒代也是被回收的。这就是为什么正确的永恒代大小对防止 Full GC 是十分重要的起因。

8、JVM 中的永恒代中会产生垃圾回收吗

垃圾回收不会产生在永恒代，如果永恒代满了或者是超过了临界值，会触发齐全垃圾回收(Full GC)。如果你认真查看垃圾收集器的输入信息，就会发现永恒代也是被回收的。这就是为什么正确的永恒代大小对防止 Full GC 是十分重要的起因。请参考下 Java8：从永恒代到元数据区

(译者注：Java8 中曾经移除了永恒代，新加了一个叫做元数据区的 native 内存区)

9、说一下 JVM 有哪些垃圾回收算法？

• 标记 - 革除算法：标记无用对象，而后进行革除回收。毛病：效率不高，无奈革除垃圾碎片。
• 复制算法：依照容量划分二个大小相等的内存区域，当一块用完的时候将活着的对象复制到另一块上，而后再把已应用的内存空间一次清理掉。毛病：内存使用率不高，只有原来的一半。
• 标记 - 整顿算法：标记无用对象，让所有存活的对象都向一端挪动，而后间接革除掉端边界以外的内存。
• 分代算法：依据对象存活周期的不同将内存划分为几块，个别是新生代和老年代，新生代根本采纳复制算法，老年代采纳标记整顿算法。

标记 - 革除算法

标记无用对象，而后进行革除回收。

标记 - 革除算法（Mark-Sweep）是一种常见的根底垃圾收集算法，它将垃圾收集分为两个阶段：

• 标记阶段：标记出能够回收的对象。
• 革除阶段：回收被标记的对象所占用的空间。

标记 - 革除算法之所以是根底的，是因为前面讲到的垃圾收集算法都是在此算法的根底上进行改良的。

长处：实现简略，不须要对象进行挪动。

毛病：标记、革除过程效率低，产生大量不间断的内存碎片，进步了垃圾回收的频率。

标记 - 革除算法的执行的过程如下图所示

复制算法

为了解决标记 - 革除算法的效率不高的问题，产生了复制算法。它把内存空间划为两个相等的区域，每次只应用其中一个区域。垃圾收集时，遍历以后应用的区域，把存活对象复制到另外一个区域中，最初将以后应用的区域的可回收的对象进行回收。

长处：按程序分配内存即可，实现简略、运行高效，不必思考内存碎片。

毛病：可用的内存大小放大为原来的一半，对象存活率高时会频繁进行复制。

复制算法的执行过程如下图所示

标记 - 整顿算法

在新生代中能够应用复制算法，然而在老年代就不能抉择复制算法了，因为老年代的对象存活率会较高，这样会有较多的复制操作，导致效率变低。标记 - 革除算法能够利用在老年代中，然而它效率不高，在内存回收后容易产生大量内存碎片。因而就呈现了一种标记 - 整顿算法（Mark-Compact）算法，与标记 - 整顿算法不同的是，在标记可回收的对象后将所有存活的对象压缩到内存的一端，使他们紧凑的排列在一起，而后对端边界以外的内存进行回收。回收后，已用和未用的内存都各自一边。

长处：解决了标记 - 清理算法存在的内存碎片问题。

毛病：仍须要进行部分对象挪动，肯定水平上升高了效率。

标记 - 整顿算法的执行过程如下图所示

分代收集算法

以后商业虚拟机都采纳 分代收集 的垃圾收集算法。分代收集算法，顾名思义是依据对象的 存活周期 将内存划分为几块。个别包含 年老代 、 老年代 和 永恒代，如图所示：

10、说一下 JVM 有哪些垃圾回收器？

如果说垃圾收集算法是内存回收的方法论，那么垃圾收集器就是内存回收的具体实现。下图展现了 7 种作用于不同分代的收集器，其中用于回收新生代的收集器包含 Serial、PraNew、Parallel Scavenge，回收老年代的收集器包含 Serial Old、Parallel Old、CMS，还有用于回收整个 Java 堆的 G1 收集器。不同收集器之间的连线示意它们能够搭配应用。

• Serial 收集器（复制算法): 新生代单线程收集器，标记和清理都是单线程，长处是简略高效；
• ParNew 收集器 (复制算法): 新生代收并行集器，实际上是 Serial 收集器的多线程版本，在多核 CPU 环境下有着比 Serial 更好的体现；
• Parallel Scavenge 收集器 (复制算法): 新生代并行收集器，谋求高吞吐量，高效利用 CPU。吞吐量 = 用户线程工夫 /(用户线程工夫 +GC 线程工夫)，高吞吐量能够高效率的利用 CPU 工夫，尽快实现程序的运算工作，适宜后盾利用等对交互相应要求不高的场景；
• Serial Old 收集器 (标记 - 整顿算法): 老年代单线程收集器，Serial 收集器的老年代版本；
• Parallel Old 收集器 (标记 - 整顿算法)：老年代并行收集器，吞吐量优先，Parallel Scavenge 收集器的老年代版本；
• CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器（标记 - 革除算法）：老年代并行收集器，以获取最短回收进展工夫为指标的收集器，具备高并发、低进展的特点，谋求最短 GC 回收进展工夫。
• G1(Garbage First)收集器 (标记 - 整顿算法)：Java 堆并行收集器，G1 收集器是 JDK1.7 提供的一个新收集器，G1 收集器基于“标记 - 整顿”算法实现，也就是说不会产生内存碎片。此外，G1 收集器不同于之前的收集器的一个重要特点是：G1 回收的范畴是整个 Java 堆(包含新生代，老年代)，而前六种收集器回收的范畴仅限于新生代或老年代。

11、具体介绍一下 CMS 垃圾回收器？

CMS 是英文 Concurrent Mark-Sweep 的简称，是以就义吞吐量为代价来取得最短回收进展工夫的垃圾回收器。对于要求服务器响应速度的利用上，这种垃圾回收器非常适合。在启动 JVM 的参数加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”来指定应用 CMS 垃圾回收器。

CMS 应用的是标记 - 革除的算法实现的，所以在 gc 的时候回产生大量的内存碎片，当残余内存不能满足程序运行要求时，零碎将会呈现 Concurrent Mode Failure，长期 CMS 会采纳 Serial Old 回收器进行垃圾革除，此时的性能将会被升高。

12、新生代垃圾回收器和老年代垃圾回收器都有哪些？有什么区别？

• 新生代回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
• 老年代回收器：Serial Old、Parallel Old、CMS
• 整堆回收器：G1

新生代垃圾回收器个别采纳的是复制算法，复制算法的长处是效率高，毛病是内存利用率低；老年代回收器个别采纳的是标记 - 整顿的算法进行垃圾回收。

13、简述分代垃圾回收器是怎么工作的？

分代回收器有两个分区：老生代和新生代，新生代默认的空间占比总空间的 1/3，老生代的默认占比是 2/3。

新生代应用的是复制算法，新生代里有 3 个分区：Eden、To Survivor、From Survivor，它们的默认占比是 8:1:1，它的执行流程如下：

• 把 Eden + From Survivor 存活的对象放入 To Survivor 区；
• 清空 Eden 和 From Survivor 分区；
• From Survivor 和 To Survivor 分区替换，From Survivor 变 To Survivor，To Survivor 变 From Survivor。

每次在 From Survivor 到 To Survivor 挪动时都存活的对象，年龄就 +1，当年龄达到 15（默认配置是 15）时，降级为老生代。大对象也会间接进入老生代。

老生代当空间占用达到某个值之后就会触发全局垃圾发出，个别应用标记整顿的执行算法。以上这些周而复始就形成了整个分代垃圾回收的整体执行流程。

除了这些，我还整顿了一下 2021 年的 Java 工程师经典面试真题以及学习笔记，共 485 页大略 850 道含答案的面试题 PDF，蕴含了 Java、MyBatis、ZooKeeper、Dubbo、Elasticsearch、Memcached、Redis、MySQL、Spring、Spring Boot、Spring Cloud、RabbitMQ、Kafka、Linux 等简直所有技术栈。

每个技术栈都有不少于 50 道经典面试真题和学习笔记，不敢说刷完包你进大厂，只是让你面对面试官的时候多几分底气还是没问题的。