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本文轉載自微信公眾號「程序員巴士」，作者七十一 。轉載本文請聯系程序員巴士公眾號。

前言

經過前段時間一面的通過，阿巴阿巴被邀請進入二面，這次她與遇到的面試官將繼續為難她，要問她關于GC算法的問題。

回家等通知

面試官： 你對JVM的垃圾回收了解嗎?

阿巴阿巴： 嗯嗯，了解一些。

面試官： 那么JVM是如何判斷一個對象是垃圾呢?

阿巴阿巴： 好像有一個可達性分析法。

阿巴阿巴： 就是對象可達會判定為活對象，然后不可達的就當作“垃圾”。

面試官： 嗯....講一下你了解的垃圾回收算法吧。

阿巴阿巴：

標記清楚算法

標記整理算法

復制算法

分代收集算法

面試官： 嗯....那你對這些算法了解嗎?

阿巴阿巴： 嗯....不太了解...

面試官： 行，今天先面到這里，你這邊先回去等通知吧??

阿巴阿巴： 好的。

很遺憾，您未能通過面試，您的簡歷已加入公司人才庫，期待下次相遇......

當場拿Offer

面試官： 你對JVM的垃圾回收了解嗎?

阿巴阿巴： 嗯嗯，了解一些。

面試官： 那么JVM是如何判斷一個對象是垃圾呢?

阿巴阿巴： 有兩種方法，一種是引用計數法，另一種是可達性分析法。

阿巴阿巴： 引用計數法就是給對象一個引用計數器，每當有引用引向該對象時，引用計數器就加一，每當有引用斷開的時候，引用計數器就減一，這樣當引用計數器為零時，那么就認為這個對象已經沒有用了，也就是所謂的“垃圾”，但是這種方式有個很大的弊端，對于循環引用無法處理。

阿巴阿巴： 循環引用的對象外部引用存在的情況，這種情況看似沒啥問題，但是當我們把方法區的引用斷開時，問題就暴露出來了。

阿巴阿巴： 循環引用的對象外部引用斷開的情況。

阿巴阿巴： 上面這種引用斷開的情況，顯然對象A和對象B已經沒有外部引用來引用它們，它們已經成為了垃圾，而引用計數器因為它們相互引用(循環引用)，其值都為1，導致無法被回收，這個弊端導致引用計數法實際并沒有在JVM中所使用。

阿巴阿巴： 可達性分析法就是通過GC Roots的對象，以它為根往下搜索，這條被搜索的路徑稱為“引用鏈”，當一個對象不被任何GC Roots的引用鏈所鏈接，那么就判定這個對象已經“死了”，我們一般稱這個對象“不可達”。

面試官： 你剛有提到GC Roots，那你知道哪些對象可以作為GC Roots的對象嗎?

阿巴阿巴： 嗯嗯了解，主要有以下四類對象可以作為GC Roots的對象。

• 虛擬機棧中引用的對象
• 方法區中靜態屬性引用的對象
• 方法區中常量引用的對象
• 本地方法棧中引用的對象

阿巴阿巴： 下面這張圖可以直觀的看出它們的關系。

阿巴阿巴： 可以看出，只有被引用鏈鏈上的對象才能被判定為“存活”，而不在引用鏈上的對象則被判定為“死亡”，也將作為垃圾被回收。

面試官： 講的很不錯，那垃圾回收除了回收堆中的對象外，方法區中會有垃圾被回收嗎?

阿巴阿巴： 方法區中也是有垃圾回收的，方法區中主要回收廢棄了的常量和無用的類。

面試官： 嗯....講一下你了解的垃圾回收算法吧。

阿巴阿巴： 垃圾回收算法主要有以下四類。

• 標記清楚算法
• 標記整理算法
• 復制算法
• 分代收集算法

阿巴阿巴： 標記清楚算法，是分為2個階段的，第一個階段進行“標記”，第二個階段進行“清除”，先標記出所有要清除的對象，也就是灰色部分，然后進行回收。

阿巴阿巴： 采用標記清除算法對堆進行垃圾清理后，產生了很多空間碎片，這些空間碎片使新對象的內存分配造成困難，不僅如此，標記清除算法在標記階段和清除階段的效率都不太高。

阿巴阿巴： 標記整理算法孕育而生，解決了過多內存碎片的問題。

阿巴阿巴： 為了解決效率的問題，復制算法也出現了，即把一塊內存分成大小相等的2塊，每次使用的時候只使用其中的一塊，當一塊內存使用完的時候，把這塊內存中存活的對象轉移到另一塊內存中，然后將這塊內存中的對象全部清空。

阿巴阿巴： 復制算法實現簡單、方便且效率很高，也不需要考慮內存碎片的問題，但是要將內存縮小為原來的一半，這代價無疑很高。

阿巴阿巴： 而且新生代的對象大多數都是朝生夕死的，按照1:1的空間比例來使用復制算法，將極大的影響了內存的性能。

阿巴阿巴： 分代算法即將堆區進行劃分，然后根據不同區域的情況來適用相應的垃圾回收算法。

阿巴阿巴： 下圖是對新生代的細化，新生代分成Eden區和survivor區，其中survivor區又分為(s0和s1)倆個區域，它們的比例如圖所示為8 : 1 : 1。新對象優先會在Eden區進行分配,標記清除算法在這里不適用，因為碎片太多，如果沒有連續的足夠空間來分配給對象，又會繼續觸發垃圾回收，對性能影響比較大。

阿巴阿巴： 對于傳統的GC來說，都無法避免GC過程中帶來的“STOP-THE-WORLD”，我們一般簡稱STW，STW對系統性能的影響很大，那么如何消除STW或者減少STW的時間顯得尤為重要，其實分代算法并非是一種具體的算法，和前面的標記清除、標記整理算法、復制算法不同的是，分代算法只是對對堆得一個劃分，然后在不同區域使用不同的算法，從而將STW的時間細分到各個區域，使得STW時間不會持續很長一段時間，來達到提高系統性能的目的。

面試官： 講的很清楚細致了，很不錯，明天來上班吧??。

總結

關于垃圾回收算法這一塊，一定要答到GC Roots，以及各種垃圾回收算法，及他們的優點和缺點。