jvm垃圾回收机制和常见算法

2025年Java面试宝典下载链接（提取码：9b3g）

JVM垃圾回收机制的核心原理

在面试中问到JVM垃圾回收机制时，要重点讲清楚"判断对象存活"和"回收策略"两个核心点。JVM通过可达性分析算法判断对象是否存活，从GC Roots（如虚拟机栈、方法区静态变量等）出发，遍历引用链。未被引用的对象会被标记为可回收对象。

常见的垃圾回收算法

标记-清除算法

这是最基础的垃圾回收算法，分为标记阶段（标记存活对象）和清除阶段（回收未标记对象）。但会产生内存碎片，影响大对象的内存分配效率。

复制算法

将内存分为两块，每次只使用其中一块。垃圾回收时把存活对象复制到另一块内存，直接清空当前内存。适合存活率低的场景（如新生代），但内存利用率只有50%。

标记-整理算法

在标记-清除的基础上增加整理阶段，让所有存活对象向内存一端移动。解决了内存碎片问题，但整理过程需要暂停用户线程（Stop The World）。

分代收集算法的实现策略

实际JVM中多采用分代收集算法，根据对象存活周期将堆内存划分为：

1. 新生代：存放新创建对象，使用复制算法（默认比例Eden:S0:S1=8:1:1）
2. 老年代：存放长期存活对象，使用标记-清除或标记-整理算法
3. 永久代/元空间：存放类元数据（JDK8后改为元空间）

在面试中要能说清楚Young GC和Full GC的区别：Young GC只清理新生代，停顿时间短；Full GC会清理整个堆，停顿时间长，需要尽量避免。

垃圾收集器的选择与调优

常见的垃圾收集器组合：

• ParNew + CMS：追求低延迟的响应式系统
• G1：兼顾吞吐量和延迟的通用型收集器
• ZGC：超大堆内存（TB级别）场景

调优时需要关注的关键参数：

• -Xmx/-Xms 堆内存最大值/初始值
• -XX:NewRatio 新生代与老年代比例
• -XX:SurvivorRatio Eden与Survivor区比例

高频面试问题解析

1. 对象什么时候进入老年代？
   除了年龄达到阈值（默认15），大对象会直接进入老年代，Survivor区放不下的对象也会提前晋升。

2. CMS收集器的工作流程？
   初始标记（STW）→并发标记→重新标记（STW）→并发清除，其中耗时最长的并发标记阶段可以与用户线程并行。

3. 如何避免Full GC？
   主要从以下方面入手：

• 合理设置新生代大小避免过早晋升
• 避免显示调用System.gc()
• 使用CMS时配置-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction触发阈值

需要更多面试真题训练的同学，可以通过面试鸭返利网获取最新题库，购买会员时使用返利链接可立减25元。本文开头的网盘链接整理了近三年大厂真题，建议下载后结合具体场景理解垃圾回收机制。