JVM内功增强篇

Day02 ------JVM内功增强篇

01 结合Eden、S0、S1和Old区，描述一下一个对象创建的过程？？？
02 怎样确定一个对象为垃圾？
03 常用的垃圾回收算法有哪些？并且有什么优缺点？？？

答:
Eden、S0、S1（8：1：1）
01、一个对象创建的过程
一个对象被创建—》进入Eden区，Eden区内存不够且该对象存活，使用标记-复制算法（特例：如对象在Eden区放不下，直接放到old区）把它复制到S0区，并清除Eden区不可达的对象。如果S0区满了，该对象转到S1区（对象在S0、S1区来回切换）如多次GC后该对象任然存活（每垃圾回收一次仍然存活则count+）当count>15了，那么该对象直接放入old区。
特例：秒杀项目，一个对象在Eden区被创建后-----朝生夕死
一个对象初次创建存放到新生代的Eden区中，如果内存特别大，直接放到old区；
02、确定一个对象为垃圾
a、通过引用计数法确定一个对象是否为垃圾，存在循环引用就死循环了
b、可达性分析：如果不可达则为垃圾（通过类加载器不可达的，非static变量、非常量----不确定）
c、通过线程共享可以判读对象是否为垃圾；

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2、XXX对象上帝视角，经过一系列的链接，看能否到达该对象？？？
上帝视角的确定？？？
依据GC Root

1、类加载器、JVM本地变量表、静态变量、常量、本地方法栈变量

由他们出发可以到达该对象，这个对象就不是垃圾。

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面试官说你背下来了？？？----------理直气壮地说

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举例：

1标记存活对象；2清除垃圾对象；
分两步走：先标记需要清楚的对象，后清除–后统一清除被标记对象；
缺点：消耗时间，系统性能降低；容易产生垃圾碎片
使用场景：老年代使用；CMS垃圾收集器；G1垃圾收集器

{2} 标记-整理–Mark-Compact

1标记存活对象；2将存活对象放到连续的一段内存空间并清除垃圾对象；3整理之前存活对象的内存空间为连续空间；
优点：解决了空间碎片问题；
缺点：消耗时间，系统性能降低；
使用场景：老年代使用；

{3} 标记-复制–mark-copy

1将内存空间分成大小相等2份（左右两个区域：使用区；保留区）；A区存放对象，A区内存满了将标记存活对象复制到B区，清除A区所有对象；
适用条件：新生代区，
缺点：内存利用率降低，不适用存活对象多的时候（降低系统性能）
使用场景：新生代使用，Eden;S0:S1-----from 和 to 关系轮换（标记复制）
知识总结：内存分为 新生代（Eden区+S0+S1）和老年代（old区），对象初次创建存放到新生代的Eden区中，如果内存特别大（800M，直接放到old区）
新生带：Minor GC + Major GC = Full Gc
不同场景使用不同垃圾收集器
按照新老年代分：
新生代：SerialGC器、ParNewGC器、Parallel ScanVengeGC器+G1 垃圾收集器
老年代：Serial old 垃圾收集器 、Parallel old垃圾收集器、CMS（Concurrent Mark Sweep—并发标记清除）垃圾收集器
其中G1算法新老年代都适用 Minor GC + Major GC = Full Gc
串行收集器：适用于单线程、内存小的机器
并行收集器：适用于多线程并行工作，用户线程等待状态
并发收集器：停顿时间优先—CMS G1

垃圾收集器2个指标（目标）：1-吞吐量；2-停顿时间；

？？？一个对象在创建进入Eden区，然后开始count计数，count>1的对象进入S0区域，如果S0区域满了，GC一下到S1中，from 和 to，两个区域循环复制；当count>15,该对象转入old区；

同学作业： LFan

01 结合Eden、S0、S1和Old区，描述一下一个对象创建的过程
答：新生对象的创建一般是在新生代的Eden区中被分配的（但如果对象太大将在老年代被创建），新生代中Eden区的空间通常比S0和S1的要大，因为新生代中，大部分对象都是朝生夕死的，只有少部分存活，因此默认8:1:1，当Eden区中没有足够的内存空间，将触发一次minor GC，将Eden和S0中存活的对象都复制到S1中（复制算法）并且年龄加1，清空Eden和S0，S0和S1的from to关系轮换。每经过一次Minor GC，存活对象的年龄就会加1，且S0和S1的from to关系轮换，当存活对象达到一定年龄（默认15岁）时，对象会被移动到老年代。当老年代空间不足时，将会触发Major GC，将会采用标记-整理或者标记-清除算法进行垃圾回收。

02 怎样确定一个对象为垃圾？
答：确定一个对象是否为垃圾有两种方式：
a.引用计数，当对象被引用一次时，计数加1，当对象被取消引用时，计数减1；当计数为0时，即表征该对象已为垃圾。但引用计数方式存在一个循环引用的问题，即在A对象中引用了B对象，而在B对象中也同时引用了A对象，如果此时A、B对象都不被其他任何对象引用，而引用计数认为A、B计数均为1不是垃圾，其实实际A、
B都是垃圾。
b.可达性分析，也叫根可达算法，即从根（GC Roots）出发引用关系能不能到达到该对象。GC Root通常有类加载器、java虚拟机栈局部变量表、常量、静态变量、本地方法栈中的标量等，因为这些都能表征“正在使用”，“正在使用”再引用的对象，当然是被用到不是垃圾，层层递推下去。比如，java虚拟机栈的局部变量表做为GC Root，因为当前既然存在局部变量表，那么必存在栈帧，必处在现场正在运行该方法，因此“正在使用”，所引用的对象当然也是在被使用的，由此层层递推下去。

03 常用的垃圾回收算法有哪些？并且有什么优缺点
答：
（1）标记-清除算法
先全盘标记，再清除掉标记为垃圾的对象。通常该算法被用于老年代的垃圾回收，典型的垃圾收集器比如CMS（标记清除）、G1（筛选清除）都有采用该算法，但存在标记清除耗时效率不高、内存空间碎片的缺点。
（2）标记-整理算法
先全盘标记，清除掉标记为垃圾的对象的同时，存活对象会向空的位置移动，以达到内存空间连续的目的。通常该算法被用于老年代的垃圾回收。其优点就是解决了标记-清除算法中内存空间碎片的问题，但还是存在标记清除效率不高的缺点。
(3) 复制算法
复制算法首先将内存空间分为两半（1:1），一块做为使用区，一块做为保留区，当发生GC时，将存活对象连续地复制到保留区中，然后将原使用区一次性清除所有，将保留区转化为新的使用区，将原使用区转化为新的保留区。通常该算法被用于新生代的垃圾回收，典型的模型就是Eden、S0、S1，S0和S1的from和to的关系轮换就是使用区和保留区的关系轮换。其优点就是简单且高效，缺点是浪费了一半的内存空间。
X2

C99

01 结合Eden、S0、S1和Old区，描述一下一个对象创建的过程：
首先放入eden区域，经过一次gc后，对象头中（mark word）中的garbage collect count + 1。随之判定eden区GC次数（年龄）大于1的放入S0 or S1中。
S0 与 S1采用copy算法，一半总是完全空闲的。当幸存者1 or 2区中的对象的年龄超过15时（默认15），将对象放入old区，认为该对象轻易不会被回收。
02 怎样确定一个对象为垃圾？
Count计数：每个对象有一个Count计数器，有人引用+1，为0则可回收。
可达性分析算法：
一般从局部变量表，方法区中的静态引用实体起手进行搜寻。针对于每个实例引用的实例类型字段，继续往内搜寻，类似递归。
直到该实例引用不包含可搜寻字段（递归边界），即停止搜寻，返回上一层。
03 常用的垃圾回收算法有哪些？并且有什么优缺点
引用计数：每个对象有一个Count计数器，有人引用+1，为0则可回收。但是会发生循环依赖。
标记-清除（mark sweep）：
思路：
1、GC时，通过可达性分析算法搜寻存活对象标注flag。
2、清除未标记对象
优点：不会造成循环依赖
缺点：耗时 & 空间碎屑。即部分对象被清除，导致连续存储的对象空间出现空隙，如: obj1, null, obj3, null, obj4。
若此时放入一个需要两个节点才能存放住的大对象，虽然空余空间总量是有的，但是因为不连续性，无法存放。
标记-压缩：
思路：基于标记-清除，不过新增了第三步，重新整理为有序存放。剔除空隙空间。
优点：不会产生空间碎屑
缺点：耗时
Copy算法：
思路：GC时，切分两份等量的存储空间，每次只使用其中之一，即总有一边是空闲的。通过可达性分析算法搜寻存活对象标注flag，搜寻完毕后，直接将有效对象copy到另一边。往复如此。
优点：比较标记-压缩，更快。
缺点：空间换时间，总有一半的空间是闲置的。
分代回收：
首先放入eden区域，经过一次gc后，对象头中（mark word）中的garbage collect count + 1。随之判定eden区GC次数（年龄）大于1的放入S0 or S1中。
S0 与 S1采用copy算法，一半总是完全空闲的。当幸存者1 or 2区中的对象的年龄超过15时（默认15），将对象放入old区，认为该对象轻易不会被回收。
且若一个对象的大小超过设定，会直接放到old区。且，若幸存者区容量不够时，会有一个策略去老年代借用（老年代存有有富裕空间的情况下）

04 Garbage Collector的选择：不同的回收器使用不同的回收算法。不同的回收算法又适合不同场景。即根据场景选择回收器。

​ 新生代的回收器（使用都是Copy算法）：

​ 1、Serial：单线程的回收器，单核单CPU下最快（单核开启多个线程只会更浪费性能与时间）。收集时必定造成STW（Stop the world），会暂停所有的业务线程。

​ 2、Parallel New / Parallel Scavenge：与Serial类似，不过是多线程回收。依然存有STW问题，但是吞吐量提高了，毕竟多个线程在执行回收。
​
​ 老年代的回收器：

​ 1、CMS（Concurrent market sweep）：并发标记清除。分为四步：初始标记（STW），并发标记（Conccrent），重新标记（STW），并发清除（Conccrent） 相比前二者STW的时长更短。

​ 2、G1：CMS Collector基础上，用户可以手动调整STW时长，以保证高响应低延迟。若超过指定时长后仍未结束，则放弃部分回收进行响应。且可以使用在新生代。

​ 3、Parallel Old：适用于老年代的并行回收器。

​ 4、Serial Old：老年代的单线程回收器。

​ 搭配：

​ 内存小（<100MB），且不要求高并发快速响应：
​
​ 新生代：Serial
​ 老年代：Serial Old

​ 高并发低延迟：

​ 新生代：G1
​ 老年代：CMS

​ 高吞吐：
​ 新生代：Parallel scavenge
​ 老年代：Parallel Old