1 什么是垃圾

在提到什么是垃圾之前，我们先看下面一张图
垃圾回收概述 - 图1
从上图我们可以很明确的知道，Java 和 C++语言的区别，就在于垃圾收集技术和内存动态分配上，C语言没有垃圾收集技术，需要我们手动的收集。
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。 关于垃圾收集有三个经典问题：

  • 哪些内存需要回收？
  • 什么时候回收？
  • 如何回收？

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。

1.1 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。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的结束，被保留的空间无法被其它对象使用，甚至可能导致内存溢出。

1.2 磁盘碎片整理

机械硬盘需要进行磁盘整理，同时还有坏道
垃圾回收概述 - 图2

1.3 大厂面试题

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

  • 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

  • JVM GC原理，JVM怎么回收内存

  • 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

    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？
  • Java GC机制？GC Roots有哪些？
  • 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?

    2 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。

    3 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。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，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。

    4 Java垃圾回收机制

    4.1 优点

    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

    4.2 缺点

    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。

    4.3 GC主要关注的区域

    GC主要关注于 方法区 和堆中的垃圾收集
    垃圾回收概述 - 图3
    垃圾收集器可以对年轻代回收，也可以对老年代回收，甚至是全栈和方法区的回收

  • 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
  • 基本不收集Perm区（元空间）