请简述 JVM 垃圾回收原理。

JVM的垃圾回收目的是为了将JVM堆中已经不再被使用的对象清理掉以释放内存。

通过可达性算法进行标识

通过标记来识别哪些对象需要被回收，标记的方法如下：

  • 从线程栈帧中的局部变量或方法区中的静态变量开始出发，将引用了这些变量的对象进行标记
  • 再看这些被标记的对象有没有被引用，如果有继续标记
  • 这样最终没有被标记的对象，就是需要被回收的对象

回收的方法有三种，清理，压缩和复制。

  • 清理：将垃圾对象占用的内存空间标记为空闲，并记录在一个空闲列表中，有内存申请需要时，才会把这些空间分配出去。
  • 压缩：从堆内存的头部开始，将存活的对象拷贝到一段连续的内存中，那么剩下的空间就是可用的了，并且是连续的。
  • 复制：将堆空间分为两部分，只在其中一部分中创建的对象，当这部分空间用完时，将标记的对象复制到另一个空间中，这样这个空间的内存就是可用的了。

分代回收

将堆内存分为新生代和老年代，新生代又分为Eden区，From区，To区。

  • 在Eden区中申请空间创建对象
  • Eden满了以后，遍历Eden区判断哪些对象可回收，启动young GC
  • 将标记的对象拷贝到from区，Eden区变空
  • 一段时间后Eden区满，将Eden区和From区的标记对象拷贝到To区，From区和Eden区变空
  • 再一段时间后Eden区满，将Eden去和To区的标记对象拷贝到From区，To区和Eden去变空
  • 多次拷贝后仍被标记的对象，就会被拷贝到老年代

垃圾回收器的算法

  • 串行回收器：单独启动一个线程专门用于垃圾回收，当GC时所有线程都停止工作『stop the world』，等待这个线程的GC完成
  • 并行回收器：并行是指可以启动多个线程进行垃圾回收；当GC发生时，仍然会『stop the world』，但可以根据cpu核心数，启动多个线程进行GC，效率更高。
  • 并发垃圾标记清理（CMS）：并发是指GC线程和业务线程可以同时工作，同时也就意味着可能会出现重标记，重标记期间还是会发生『stop the world』，比并行回收器，对业务线程影响较小，但更好资源。
  • G1回收器：jdk1.7高版本开始引入G1，是目前比较高效的算法