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jvm垃圾回收机制有几种

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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


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)

三、七大垃圾回收器类型

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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

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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