“哎，今天面試被面試官虐慘了，一個勁兒的問垃圾回收的問題。開頭還能答幾個，后來都招架不住了”

剛面試完的小橙一邊走進廁所，一邊在電話里和朋友抱怨著。

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“一開始從JVM問我Java堆的內存劃分，后來又問為什么要分年輕代年老代，哪些對象會被認為是垃圾，垃圾回收的 Root Set 有哪些。你說咱們不都是背個年輕代年老代，再記住個Eden、Survivor這些嗎...”

聽著小橙的抱怨，旁邊正在清理廁所地面的老大爺手中的拖把慢慢的慢了下來。

看著小橙掛斷電話還是一別「義憤填膺」的樣子，老大爺過來聊了起來。

“小伙子，還在死記硬背，看樣子你還沒理解Java 的垃圾回收呀”

“喲，您也懂Java ?” 小橙吃驚的看著老大爺，雖說平時?？吹嚼洗鬆斣诖驋邘?，但還是第一次知道他也懂編程。

“不瞞你說，我之前也做過開發”。老大爺一邊說著一邊望向窗外的遠方，仿佛想起了以前的歲月。

“那您后來怎么不做了呢?” “老大爺~”

小橙的幾句話，又把老大爺拉回到現實中。

“哎，以后有機會再和你說。今天我大概給你說說我對Java 垃圾回收的理解吧，看看對你有沒有幫助”

“好啊” 小橙將信將疑。

伴著廁所內空氣清新劑的味道，老大爺深吸一口氣，講了起來。

“就以我這每天打掃的廁所來說吧。Java 里一般的「堆」內存不是要分幾個「代」嘛，對象內存分配盡量在年輕代進行。”

聽到「堆」、「年輕代」這些專業詞匯，感覺還真懂的樣子，小橙趕忙點了點頭。

“其實對象內存的分配和垃圾的回收之間，并不是獨立的，回收空間的方式也影響分配的方式”

“而這一切都是為了效率，和我們平時的打掃工作類似，如果不講究方法，就會一直忙個不停，效率還很差。你比如Java的垃圾回收過程中，為了不讓新的內存分配影響現有的垃圾回收工作，會有Stop-The-World，在這段時間，垃圾回收工作，分配對象的線程都得停止。”

“我們保潔就像垃圾回收線程一樣，你們上廁所的，就像分配內存的線程一樣。你應該有印象，為了盡快打掃干凈廁所給你們使用，有時候我們保潔也會在廁所門口立個小牌子，「清掃中，請勿使用」。沒錯，這就是我們的STW，你們不進來「搗亂」，我們就能很快的墩完地，擦干凈洗手池，后面你們就又能愉快的使用了”

“那每次都放個牌子，大家著急用也不方便啊”，小橙已經進入了這個生活的場景了。

“是的，所以像早上，中午大家在頻繁使用的時候，我們雖然也在打掃，但卻不能放個牌子。這個時候用過的池子我會清洗，因為用過的，我能一眼看出來，就像第一步的垃圾標記一樣，在清洗的時候，不影響大家使用其他的，就像垃圾回收CMS的并行執行一樣。”

“為了進一步提升大家上廁所的效率，我們也給廁所分了代。左邊的一排是給大手留的，像老年代一樣，右邊一排是小手的，像年輕代。這樣大對象直接分配到大手老年代，要占用時間長，而「短作業」直接在右邊快速解決快速離開，短作業的區域，我們也可以再分成兩半，我中間放個牌子，這樣保證分配的時候都是連續的空間，使用完一半再開放另一半。”

“萬一小手解到一半要玩大的的朋友，請到左邊。當然你說像在年輕代使用的「復制算法」，在我們這兒略有點不適用，不能一哥們進行到一半的時候，我說朋友，你挪到邊上那個，我把這個清洗一下。他非得打我不成。”

“標記-清除這個是最常用的，一般在工作時間，用過的便池，我們會人工標記一下，可能是記下來，也可能是往里放個標記，之后我們會馬上清洗。”

“標記-整理這個倒是也有類似的，比如我們也常會把幾個池子找個線分隔開一下，大家使用時先用這邊的，我把那邊不干凈的幾個統一收拾完了，再全部放開?？赡苓@么說你不好類比。要不這么著，你就想著有個哥們他尿幾下要換一個地兒，所以他需要連續的幾個池子，所以我得把一個干凈一個臟這種不連續的清洗好了，給他們用”

“大爺，我現在有點亂兒”，聽著老大爺說了一籮筐的內容，小橙一會兒明白一會糊涂。

“來，我再給你捋一捋”

“你看啊，首先你記住最關鍵這一點，不同的垃圾回收方式，也決定了內存的分配方式，這兩個不是獨立的。同時為了更高效的完成工作，通常也會組合幾種回收方式一起用。比如「復制算法」，一般就用在年輕代這兒，因為畢竟一般的對象生存周期都不長，同時只要把標記出來的存活對象直接復制走就行，復制過去之后，空間還連續，多好。其余的直接清除就行了。所以在年輕代復制幾輪之后該清除的也就都清了。留下來的再搬到老年代”

“那老年代回收過程中，難免會出現清了這個對象，但它旁邊還被占用這種情況，那下次從年輕代過來一個大塊頭，或者年輕代過來兩情侶，人家要挨著坐，放不下怎么辦?所以還得把這些不連續的空間，給整理一下，存活的都排整齊了，其它地方空出來給新來的’，這時候就會用到咱們說的「標記-整理」”

“所以你應該發現了，不同的垃圾回收算法，因為要做的事情不同，所以費的時間也不同，針對高吞吐的和針對低延遲的必定不可兼得，只能權衡。所以你發現有些車站等，在人少的時候，可能會鎖上幾個，或者拉個線標記只能使用某部分，以此減小回收時間”

“說了半天垃圾回收，哪些是垃圾呢?我們一般是推開門，看哪個有人在用，我們會暗暗記住，哪個有用過的「痕跡」，都認為是垃圾。門是整個查找的「根」，每層樓里的各個廁所的門，都是我們查找「垃圾」的「根」。在垃圾回收里不是也叫「根搜索算法」，也叫「可達性分析」嘛，從「根」開始找，一直向下，能鏈接到的，叫可達對象，是存活的，沒人用的是垃圾。在 Java 里會把「虛擬機棧和本地方法棧」正在引用的對象、靜態屬性引用的對象和常量看做是「廁所的門」”。

“像一些小點的廁所，我們一個人打掃就行，那車站、機場這種大的場所內，一個人打掃不過來，為了更快收拾好，就會同時出動好幾個保潔，這就像垃圾回收里的 Parallel 收集器，多個線程一起，更快。”

“哦，對了， 垃圾回收里還有個「安全點」的概念，就是只有執行到這里再進行垃圾回收，才不會出錯，為什么呢?主要是為了讓垃圾回收的根集枚舉更精確，編譯器可以給每條指令都記一些信息，在需要STW的時候使用，可如果每個都記，代價太高，所以就選了一小部分，就是在安全點。如果廁所內某個時刻視為可以暫停的點，也就是女保潔需要清洗男廁，這個時候，需要觀察和詢問里面有沒有人，當某個時刻正好處于安全的時候，保潔開始工作，大家先停止使用”

看到又有幾個小伙走進廁所，“咱們以后有時間再聊”，說著，老大爺又像平時一樣，快速開始揮動拖把，認真的開始了「垃圾回收」。