1. 垃圾回收算法

GC和FGC的區(qū)別

次數(shù)上頻繁收集Young區(qū)，次數(shù)上較少收集Old區(qū)毕泌，基本不動(dòng)元空間顿仇。GC(YGC)是指新生代的垃圾回收温数，GC很頻繁，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的Java對(duì)象存活時(shí)間都很短憔披，所以GC的回收速度很快、也很頻繁。FGC是指養(yǎng)老區(qū)(Old)的垃圾回收芬膝，GC回收速度不頻繁望门，也不快，因?yàn)橐獟呙枵麄€(gè)老年區(qū)的空間锰霜，所以它的速度比GC慢10倍左右筹误。
GC的四大算法引用計(jì)數(shù)法、復(fù)制算法(Copying)癣缅、標(biāo)記清除(Mark-Swap)厨剪、標(biāo)記壓縮(Mark-Compact)

1.1 引用計(jì)數(shù)法

• JVM的實(shí)現(xiàn)一般不使用這種方法，應(yīng)用在微軟的COM/ActionScript3/Python...
• 有被引用這個(gè)對(duì)象友存，計(jì)數(shù)器就+1祷膳，沒(méi)有被引用的就被回收了
  缺點(diǎn)如下：
• 1.每次對(duì)對(duì)象進(jìn)行賦值的時(shí)候都要將計(jì)數(shù)器+1，且計(jì)數(shù)器本身也有消耗
• 2.較難處理循環(huán)引用(A引用B屡立，B引用A)

System.gc();  //手動(dòng)喚醒GC直晨，禁用手動(dòng)GC，JDK1.8的垃圾回收已經(jīng)很智能了
//不是立刻執(zhí)行膨俐，也是要看系統(tǒng)的調(diào)度勇皇，類(lèi)似創(chuàng)建了線程，也不是立刻執(zhí)行吟策，得看系統(tǒng)的調(diào)度

1.2 復(fù)制算法

• 新生代(Young)中使用的GC就是使用的復(fù)制算法儒士。

-XX:MaxTenuringThreshold  //設(shè)置對(duì)象再新生代中存活代數(shù)，默認(rèn)是15檩坚，最大也就是15着撩，因?yàn)閙arkword只留了4bit給其標(biāo)識(shí)

• 復(fù)制算法的基本思想是將內(nèi)存分為兩塊，每次只用其中一塊匾委，這塊內(nèi)存用完拖叙，就將或者的對(duì)象復(fù)制到另外一塊上去。復(fù)制算法不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片赂乐，但是耗空間薯鳍。
• 從根集合(GCRoots)開(kāi)始，通過(guò)Tracing從FROM區(qū)找到存活對(duì)象挨措，拷貝到TO區(qū)中挖滤；FROM區(qū)和TO區(qū)交換，下次內(nèi)存分配繼續(xù)從TO開(kāi)始浅役。

1.3 標(biāo)記清除算法

• 思想是：先從內(nèi)存中標(biāo)記出來(lái)要回收的對(duì)象斩松，然后進(jìn)行統(tǒng)一回收。
• 標(biāo)記清除算法空間節(jié)約出來(lái)了觉既，但是會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片惧盹。而且要掃描兩次乳幸，一次標(biāo)記，一次清除钧椰，浪費(fèi)了時(shí)間粹断。

1.4 標(biāo)記壓縮算法

• 思想是：先從內(nèi)存中標(biāo)記出來(lái)要回收的對(duì)象，然后進(jìn)行統(tǒng)一回收嫡霞，之后對(duì)剩下來(lái)的存活的對(duì)象進(jìn)行整理（丟在同一側(cè)）
• 缺點(diǎn)：效率不高瓶埋，需要一定對(duì)象的成本，耗時(shí)比較嚴(yán)重诊沪。
• 改進(jìn)：標(biāo)記-清除-壓縮算法：標(biāo)記清除和標(biāo)記壓縮算法的折中悬赏，進(jìn)行多次的GC后才壓縮。

JVM的GC用的是哪種方法娄徊？

新生代GC使用復(fù)制算法闽颇，在老年代FGC使用標(biāo)記壓縮、標(biāo)記清除算法

2. 垃圾回收算法和垃圾回收器的關(guān)系寄锐？

GC算法（引用計(jì)數(shù)/復(fù)制/標(biāo)記清除/標(biāo)記整理）是內(nèi)存回收的方法論兵多，垃圾回收器就是這些GC算法的落地實(shí)現(xiàn)。到目前為止還沒(méi)有完美的垃圾回收器出現(xiàn)橄仆，更加沒(méi)有萬(wàn)能的收集器剩膘，只是針對(duì)不同場(chǎng)合選用最合適的垃圾收集器。

3. 主要的垃圾收集器

3.1 Serial-串行收集器

為單線程設(shè)計(jì)并且只使用一個(gè)線程進(jìn)行垃圾回收怠褐，會(huì)暫停所有的用戶線程，不適合用在服務(wù)器環(huán)境您宪，運(yùn)行在Client模式下的JVM是個(gè)不錯(cuò)的選擇奈懒，在用戶的桌面應(yīng)用場(chǎng)景中使用串行收集器也是可以接受的。

3.2 Parallel-并行收集器

是Serial的多線程版本宪巨，和Serial共享很多源碼磷杏，多個(gè)垃圾收集線程并行工作，此時(shí)用戶線程是暫停的捏卓，停頓時(shí)間比Serial短极祸，效率更高適合用于科學(xué)計(jì)算/大數(shù)據(jù)處理等弱交互場(chǎng)景。在單核CPU下怠晴，可能并行收集器比串行收集器還慢遥金。

3.3 CMS-標(biāo)記并發(fā)清除-ConcMarkSweep）

用戶線程和垃圾收集線程同時(shí)執(zhí)行（不一定是并行，可能交替執(zhí)行）蒜田，不需要停頓用戶線程稿械，互聯(lián)網(wǎng)公司多用它，適合對(duì)響應(yīng)時(shí)間有要求的場(chǎng)景物邑。（有一段還是會(huì)暫停溜哮，但是比較短），在2020年3月的jdk14中CMS被刪除色解。

3.4 G1

G1垃圾回收器將堆內(nèi)存分成不同的區(qū)域茂嗓，然后并發(fā)的對(duì)其進(jìn)行垃圾的回收。

4.怎么查看服務(wù)器的垃圾回收器科阎？

使用java -XX:+PrintCommandLineFlags -version查看初始配置或者jinfo -flag PrintCommandLineFlags pid查看具體的應(yīng)用程序的參數(shù)述吸。Java8默認(rèn)使用的是Parallel，即并行垃圾回收锣笨。

5. 垃圾收集器的使用

5.1 Serial(新生代)+SerialOld(養(yǎng)老區(qū))

開(kāi)啟配置的參數(shù)-XX:+UseSerialGC蝌矛，整個(gè)過(guò)程都會(huì)停掉用戶線程(STW)。

5.2 ParNew(新生代)+SerialOld(養(yǎng)老區(qū))

新生代采用復(fù)制算法（多個(gè)線程）错英，暫停所有用戶線程(STW)入撒，老年區(qū)采用標(biāo)記整理算法（單個(gè)線程），暫停所有用戶線程(STW)椭岩。 開(kāi)啟配置的參數(shù)-XX:+UseParNewGC茅逮，可以使用-XX:+ParallelGCThreads限制線程數(shù)，默認(rèn)開(kāi)啟和CPU核心相同的線程數(shù)判哥，但是ParNewGC這種默認(rèn)搭配的方式已經(jīng)不推薦使用了献雅。

5.3 ParNew(新生代)+CMS(養(yǎng)老區(qū))

使用-XX:+UseConcMarkSweep開(kāi)啟CMS收集器

//CMS-并發(fā)標(biāo)記清除，是一種以獲得最短回收停頓時(shí)間為目標(biāo)的收集器塌计，適合互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站和B/S的服務(wù)器上挺身，這類(lèi)應(yīng)用注重服務(wù)器的響應(yīng)速度，希望停頓時(shí)間最短
//CMS非常適合堆內(nèi)存大锌仅、CPU核數(shù)多的服務(wù)端應(yīng)用章钾，也是G1出現(xiàn)之前大型應(yīng)用的首選收集器

//開(kāi)啟之后會(huì)默認(rèn)打開(kāi)ParNew，在新生代中使用的收集器(為什么不整合ParallelScavenge?因?yàn)榈讓硬荒芗嫒?
//在垃圾收集階段用戶線程沒(méi)有中斷热芹，所以在CMS運(yùn)行過(guò)程中伍玖，還應(yīng)該保證用戶線程有足夠的內(nèi)存可用。
//不能像其他收集器一樣等到老年區(qū)滿了才回收剿吻，而是應(yīng)該設(shè)定一個(gè)閾值窍箍，便開(kāi)始回收，以確保在垃圾回收的過(guò)程中用戶程序有足夠的空間運(yùn)行丽旅。
//要是CMS運(yùn)行期間預(yù)留的內(nèi)存不夠程序運(yùn)行的需要椰棘，還會(huì)開(kāi)啟SerialOld收集器，作為CMS出錯(cuò)的后備收集器

//CMS的四個(gè)步驟：
//1.初始化標(biāo)記(CMS initial mark)榄笙，會(huì)停掉用戶線程(STE)
//2.并發(fā)標(biāo)記(CMS concurrent mark)邪狞，不會(huì)停掉用戶線程，會(huì)和用戶線程一起進(jìn)行
//3.重新標(biāo)記(CMS remark)茅撞，用來(lái)標(biāo)記出來(lái)之前標(biāo)記了帆卓，但是現(xiàn)在還在使用的一些對(duì)象巨朦，會(huì)停掉用戶線程(STW)
//4.并發(fā)清除(CMS sweep)，和用戶線程一起進(jìn)行剑令，清除GCRoots不可達(dá)對(duì)象

CMS的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：并發(fā)收集停頓低
缺點(diǎn)：并發(fā)執(zhí)行糊啡，對(duì)CPU壓力大，采用的標(biāo)記清除算法會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片
既然CMS使用標(biāo)記壓縮算法會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片吁津，那為什么還要使用標(biāo)記壓縮算法而不使用標(biāo)記整理算法棚蓄？因?yàn)?strong>CMS的清理過(guò)程和用戶線程的執(zhí)行是在一起進(jìn)行的，如果你把對(duì)象整理了碍脏，對(duì)象的內(nèi)存位置發(fā)生改變梭依，用戶線程就不能正常執(zhí)行了。標(biāo)整算法適合使用在STW情況下典尾。

5.4 Parallel Scavenge(新生代)+ParallelOld(養(yǎng)老區(qū))

JDK1.8默認(rèn)使用役拴，關(guān)注吞吐量，和ParNew的區(qū)別在于ParallelScavenge有自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制:JVM會(huì)根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行情況收集性能監(jiān)控信息钾埂，動(dòng)態(tài)調(diào)整這些參數(shù)以提供最合適的停頓時(shí)間(-XX:+MaxGCPauseMills)或最大的吞吐量扎狱。

//關(guān)注吞吐量，和ParNew的區(qū)別在于ParallelScavenge有自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制:JVM會(huì)根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行情況收集性能監(jiān)控信息勃教，動(dòng)態(tài)調(diào)整這些參數(shù)以提供最合適的停頓時(shí)間（-XX:+MaxGCPauseMills）或最大的吞吐量淤击。
//使用-XX:+UseParallelGC或-XX:+UseParallelOldGC可以互相激活去使用Parallel Scavenge收集器。
//可以指定GC的線程故源，使用-XX:ParallelGCThreads=N去調(diào)整污抬，CPU>8，N=5/8绳军，CPU<8印机，N=實(shí)際個(gè)數(shù)
//ParallelScanvenge和ParallelOld使用的是兩套算法，完全不一樣
//適合在后臺(tái)運(yùn)行而不需要太多交互任務(wù)的任務(wù)门驾，比如科學(xué)計(jì)算射赛、批量處理。也是Stop the world奶是。
//常見(jiàn)在服務(wù)器環(huán)境下使用

5.5 G1(新生代+養(yǎng)老區(qū))

使用參數(shù)-XX:+UseG1GC開(kāi)啟G1收集器楣责，在Young區(qū)和Old區(qū)都能使用，使用G1之后聂沙，Heap只有兩層秆麸，region/Metaspace，以前的Young和Old都包含在region中及汉。
以前的垃圾收集器的特點(diǎn)

//以前的收集器的特點(diǎn)：
//1.Young區(qū)和Old區(qū)是各自獨(dú)立并且連續(xù)的內(nèi)存塊
//2.年輕代收集使用Eden+S0+S1進(jìn)行復(fù)制算法
//3.老年代收集必須掃描整個(gè)老年代區(qū)域
//4.都是以盡量少而快速地執(zhí)行GC為設(shè)計(jì)原則

G1的特點(diǎn)

//G1的特點(diǎn)：
//像CMS一樣沮趣，可以與應(yīng)用程序線程并發(fā)進(jìn)行
//整理空閑的空間更快
//需要更多時(shí)間來(lái)預(yù)測(cè)GC的停頓時(shí)間
//不希望犧牲大量的吞吐性能
//不需要更大的Java Heap


//1.利用多CPU、多核的硬件優(yōu)勢(shì)坷随，盡量縮短STW房铭。
//2.整體采用標(biāo)記整理算法驻龟，局部采用復(fù)制算法，不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片
//3.G1不再劃分Eden缸匪、S0翁狐、S1，改成一個(gè)個(gè)的region
//4.G1收集器里面整個(gè)內(nèi)存都混合在一起了豪嗽，但是本身小范圍內(nèi)是存在Young和Old的區(qū)分，保留了新生代核老年代豌骏。
//  但他們不再是物理隔離的而是一部分region的集合并且不需要region是連續(xù)的龟梦，也就是說(shuō)依然會(huì)采用不同的GC方式來(lái)處理不同的區(qū)域。
//5.G1也是分代收集器窃躲，但是在整個(gè)內(nèi)存分區(qū)不存在物理上的年輕代和老年代的區(qū)別计贰，也不需要獨(dú)立的To區(qū)來(lái)做復(fù)制的準(zhǔn)備
//  G1只有邏輯上的分代概念，每個(gè)分區(qū)都可能隨G1的運(yùn)行在不同代之間切換

//G1(Garbage-First)收集器是一款面向服務(wù)端應(yīng)用的收集器蒂窒，聚焦于多處理器和大容量的內(nèi)存中躁倒。
//在實(shí)現(xiàn)高吞吐量的同時(shí)，盡可能地滿足垃圾暫停時(shí)間的要求

//G1的目的是為了取代CMS的收集器洒琢，它同CMS相比秧秉，在以下方面比較出色:
//1.G1是一個(gè)有整理內(nèi)存過(guò)程的垃圾收集器，不會(huì)產(chǎn)生很多內(nèi)存碎片
//2.G1的Stop the World(STW)更短衰抑，G1在停頓時(shí)間上添加了預(yù)測(cè)機(jī)制象迎，**用戶可以指定停頓的時(shí)間**

//在jdk9中將G1變成默認(rèn)的垃圾回收器以替代CMS

//G1的主要改變是Eden、Survivor和Tenured不再連續(xù)了呛踊，而是被分成了大小一樣的region砾淌。
//每個(gè)region從1M-32M不等，一個(gè)region有可能屬于Eden谭网、Survivor或者是Tenured



//在堆的使用上汪厨，G1并不要求對(duì)象的存儲(chǔ)一定是物理上的連續(xù)，只需要邏輯上連續(xù)即可愉择。
//啟動(dòng)時(shí)可以通過(guò)參數(shù)-XX:G1HeapRegionSize=n指定region分區(qū)的大薪俾摇（1-32M，且必須是1<<k）锥涕，默認(rèn)將堆分為2048個(gè)分區(qū)
//也就是說(shuō)最大支持內(nèi)存為32M*2048=64G

G1收集器的過(guò)程

//G1步驟（和CMS類(lèi)似）
//1.初始化標(biāo)記(CMS initial mark)要拂，會(huì)停掉用戶線程
//2.并發(fā)標(biāo)記(CMS concurrent mark)，不會(huì)停掉用戶線程站楚，會(huì)和用戶線程一起進(jìn)行
//3.最終標(biāo)記(CMS remark)脱惰，用來(lái)標(biāo)記出來(lái)之前標(biāo)記了，但是現(xiàn)在還在使用的一些對(duì)象窿春，會(huì)停掉用戶線程
//4.篩選回收拉一，和用戶線程一起進(jìn)行采盒，根據(jù)時(shí)間來(lái)進(jìn)行價(jià)值最大化的回收

更多參數(shù)：

//-XX:+UseG1GC
//-XX:G1HeapRegionSize=n  //Region區(qū)域大小，1-32M蔚润，且是1<<k
//-XX:MaxGCPauseMills=n   //最大停頓時(shí)間磅氨，JVM盡可能停頓小于這個(gè)時(shí)間
//-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent  堆占用多少就啟用GC，默認(rèn)為45(%)
//-XX:ConcGCThreads=n  并發(fā)GC使用的線程數(shù)量
//-XX:G1ReservePercent=n  空閑空間的預(yù)留百分比嫡纠，以降低目標(biāo)空間溢出的風(fēng)險(xiǎn)烦租，默認(rèn)是10(%)

5.6 如何選擇合適的回收器？

//單CPU或者小內(nèi)存除盏，單機(jī)程序
-XX:+UseSerialGC

//多CPU叉橱，需要最大吞吐量，比如后臺(tái)計(jì)算型的應(yīng)用
-XX:+UseParallelGC或-XX:+UseParallelOldGC

//多CPU者蠕，追求最低的停頓窃祝，虛快速響應(yīng)，如互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+UseParNewGC