14、JVM实战:JVM垃圾回收概述


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JVM垃圾回收概述

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。
    *外文: An object is considered garbage when it can no longer be reached from any pointer in the runningprogram.
    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结束,被保留的空间无法被其他对象使用。甚至可能导致内存溢出。
  • 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。
  • 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。
  • 关于垃圾回收的三个经典问题:

1、 哪些垃圾需要回收?;
2、 什么时候回收?;
3、 如何回收?;

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的记录碎片。碎片整理将所占用的堆内存移到堆的一端,以便JVM 将整理出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(Stop-The-World)的GC又跟不上实际的需求,所以才会不断地尝试对GC进行优化。

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早期垃圾回收

  • 在早期的C/C++时代,垃圾回收基本.上是手工进行的。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。比如以下代码
MibBridge *pBridge = new cmBaseGroupBridge () ;
//如果注册失败,使用Delete释放该对象所占内存区域
if (pBridge->Register(kDestroy)!= NO_ERROR)
delete pBridge;

  • 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(是指程序中己动态分配的堆内存由于某种原因,程序未释放或无法释放造成系统内存的浪费),垃圾对象永远无法被清除,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,直到出现内存溢出并造成应用程序崩溃。
  • 在有了垃圾回收机制后,上述代码块极有可能变成这样:
MibBridge *pBridge = new cmBaseGroupBridge();
pBridge 一> Register(kDestroy);

内存泄漏:不用了但仍有引用指向,导致无法回收


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Java的垃圾回收机制

  • 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
    • 没有垃圾回收器,java也会和cpp一样,各种悬垂指针,野指针,泄露问题让你头疼不已。
  • 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,可以更专心地专注于业务开发
  • oracle官 网关于垃圾回收的介绍
    https://docs.oracle.com/javase/8/docs/ technotes/guides/vm/gctuning/toc.html
  • 对于Java开发人员而言,自动内存管理就像是一个黑匣子,如果过度依赖于 “自动”,那么这将会是一场灾难,最严重的就会弱化Java开发人员在程序出现内存溢出时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是如何管理内存后,我们才能够在遇见OutOfMemoryError时, 快速地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、内存泄漏问题时,当垃圾收集成为系统达到更高并发量的瓶颈时,我们就必须对这些“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 堆是垃圾收集器的工作重点。
  • 从次数上讲:
    频繁收集Young区
    较少收集old区
    基本不动Perm区(方法区/元空间)

*

大厂相关面试题

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
    一面: JVM GC算法有哪些,目前的JDK版本采用什么回收算法
    一面: ( G1回收器讲下回收过程
  • GC是什么?为什么要有GC?
    一面: 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:

  • 一面: jvm GC原理,JVM怎么回收内存
  • 一面: 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:

  • 一面: 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?
  • 一面: Java GC机制? GC Roots有哪些?
  • 二面: 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。

扩展:Java中throw 和 throws 的区别?

throw:

  • 表示方法内抛出某种异常对象
  • 如果异常对象是非 RuntimeException 则需要在方法申明时加上该异常的抛出 即需要加上 throws 语句 或者 在方法体内 try catch 处理该异常,否则编译报错
  • 执行到 throw 语句则后面的语句块不再执行

throws:

  • 方法的定义上使用 throws 表示这个方法可能抛出某种异常
  • 需要由方法的调用者进行异常处理

代码示例:

package constxiong.interview;
 
import java.io.IOException;
 
public class TestThrowsThrow {
   
     
 
	public static void main(String[] args) {
   
     
		testThrows();
		
		Integer i = null;
		testThrow(i);
		
		String filePath = null;
		try {
   
     
			testThrow(filePath);
		} catch (IOException e) {
   
     
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	/**
	 * 测试 throws 关键字
	 * @throws NullPointerException
	 */
	public static void testThrows() throws NullPointerException {
   
     
		Integer i = null;
		System.out.println(i + 1);
	}
	
	/**
	 * 测试 throw 关键字抛出 运行时异常
	 * @param i
	 */
	public static void testThrow(Integer i) {
   
     
		if (i == null) {
   
     
			throw new NullPointerException();//运行时异常不需要在方法上申明
		}
	}
	
	/**
	 * 测试 throw 关键字抛出 非运行时异常,需要方法体需要加 throws 异常抛出申明
	 * @param i
	 */
	public static void testThrow(String filePath) throws IOException {
   
     
		if (filePath == null) {
   
     
			throw new IOException();//运行时异常不需要在方法上申明
		}
	}
}

参考:https://blog.csdn.net/meism5/article/details/90414147