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JVM垃圾回收机制有几种

作为Java程序员，JVM垃圾回收机制是面试必考题。今天我们从真实面试场景出发，用口语化的方式梳理这个问题。如果你需要系统化学习，可以收藏文末的面试宝典，通过面试鸭返利网购买会员还能返利25元。

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一、JVM垃圾回收的核心逻辑

JVM垃圾回收机制的核心是自动管理内存，开发者无需手动释放对象。它的工作流程可以概括为：

1. 标记阶段：识别哪些对象是“垃圾”（不再被引用的对象）
2. 回收阶段：释放被标记对象占用的内存空间

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二、主流的垃圾回收算法

1. 标记-清除算法（Mark-Sweep）

• 实现原理：先标记所有需要回收的对象，再统一清除
• 优点：实现简单
• 缺点：内存碎片问题严重
• 适用场景：老年代回收（如CMS回收器）

2. 复制算法（Copying）

• 实现原理：将内存分为两块，每次只使用一块，存活对象复制到另一块
• 优点：无内存碎片
• 缺点：内存利用率仅50%
• 适用场景：新生代回收（Serial、ParNew等回收器）

3. 标记-整理算法（Mark-Compact）

• 实现原理：标记后让存活对象向内存一端移动，清理边界外的内存
• 优点：避免内存碎片
• 缺点：移动对象成本高
• 适用场景：老年代回收（Parallel Old回收器）

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三、七大垃圾回收器类型

1. Serial收集器

• 特征：单线程工作，全程STW（Stop-The-World）
• 应用场景：客户端模式、内存<100MB的系统

2. ParNew收集器

• 特征：Serial的多线程版本
• 搭配：必须与CMS配合使用

3. Parallel Scavenge收集器

• 核心优势：吞吐量优先
• 适用场景：后台运算型系统

4. Serial Old收集器

• 作用：作为CMS失败后的备用方案

5. Parallel Old收集器

• 特点：支持多线程的标记-整理算法
• 最佳拍档：Parallel Scavenge

6. CMS收集器

• 核心目标：最短回收停顿时间
• 四阶段流程：
  1. 初始标记（STW）
  2. 并发标记
  3. 重新标记（STW）
  4. 并发清除

7. G1收集器

• 革命性设计：将堆划分为多个Region
• 优势：可预测的停顿时间模型
• 适用场景：大内存（4GB以上）服务端

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四、高频面试问题解析

Q1：CMS和G1的主要区别？

• CMS：基于标记-清除，适合小堆内存
• G1：分Region设计，适合大内存且需要稳定延迟的系统

Q2：如何选择垃圾回收器？

• 吞吐量优先选Parallel Scavenge
• 低延迟需求选CMS/G1
• JDK9+默认推荐G1

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五、调优实战技巧

1. 新生代大小设置：-Xmn建议为堆的1/3到1/4
2. 大对象处理：-XX:PretenureSizeThreshold直接进老年代
3. Full GC规避：监控老年代使用率
4. 元空间控制：-XX:MetaspaceSize防止频繁GC

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