Java岗大厂面试百日冲刺 - 日积月累，每日三题【Day35】—— JVM2

冷不防 2022-09-05 01:45 150阅读 0赞

>   大家好，我是陈哈哈，北漂五年。相信大家和我一样，`都有一个大厂梦`，作为一名资深Java选手，深知面试重要性，接下来我准备用100天时间，基于Java岗面试中的高频面试题，以`每日3题`的形式，带你过一遍热门面试题及恰如其分的解答。  
>   
>   一路走来，随着问题加深，发现不会的也愈来愈多。但底气着实足了不少，相信不少朋友和我一样，日积月累才是最有效的学习方式！想起高三时一个同学的座右铭：`只有沉下去，才能浮上来。`共勉（juan）。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MzkwNTQ1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
坐标：**北京大兴国际机场**

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### 车票 ###

*  面试题1：简单说一下java的垃圾回收机制。
 *  面试题2：JVM会在什么时候进行GC呢？
 *   *  追问1：介绍一下不同代空间的垃圾回收机制
     *  追问2：能说一下新生代空间的构成与执行逻辑么？
     *  追问3：说一下发生OOM时，垃圾回收机制的执行流程。
 *  面试题3：Full GC 、Major GC和 Minor GC有什么不同
 *  每日小结

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本栏目Java开发岗高频面试题主要出自以下各技术栈：`Java基础知识`、`集合容器`、`并发编程`、`JVM`、`Spring全家桶`、`MyBatis等ORMapping框架`、`MySQL数据库`、`Redis缓存`、`RabbitMQ消息队列`、`Linux操作技巧`等。

>   地球人都知道，Java有个东西叫垃圾收集器（GC），它让创建的对象不需要像c/c++那样delete、free掉，你能不能谈谈，GC是在什么时候，对什么东西，做了什么事情？

这个是经典抛砖引玉的问法，既能看出我们对GC掌握的情况，也能从多点切入深问，看着三句话，其实每句话的知识点都够我们喝一壶的。JVM接下来三篇会以：`什么时候进行GC`、`对哪些对象`、`做哪些处理`三个角度的面试问题进行整理，来吧，卷。

本篇的内容主要基于`在什么时候进行GC`这个方向来学习，`大家有问题请在评论区喷我或互喷，喷出来的问题才会印象深刻`。

# 面试题1：简单说一下java的垃圾回收机制。 #

任何语言在运行过程中都会创建对象，也就意味着需要在内存中为这些对象在内存中分配空间，如果这些对象只增加不减少，那么堆空间很快就会被耗尽。因此在这些对象失去使用的意义的时候，需要`释放掉这些内容`，保证内存能够提供给新的对象使用，`对于对象内存的释放就是垃圾回收机制`，也叫做gc（Garbage Collection，GC）。

![在这里插入图片描述][aa80547ee42c4d59ba6494a800d04ac7.gif_pic_center]

对于java开发者来说gc是一个双刃剑，像C语言的垃圾回收是人工的，工作量大，但是可控性高。而java是自动化的，但是`可控性很差，甚至有时会出现内存溢出的情况`，内存溢出也就是jvm分配的内存中对象过多，`超出配置的JDK最大可分配内存的大小`。

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![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MzkwNTQ1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

课间休息，又来秀一下来自咱们群里同学的搬砖工地，坐标：**武汉**。

作者：`相识何必再相逢`

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# 面试题2：JVM会在什么时候进行GC呢？ #

JVM常在以下几种场景时进行GC操作：

*  在cpu空闲的时候自动进行回收
 *  主动调用System.gc()后尝试进行回收，是否回收由JVM决定。
 *  `Eden区域满了，或者新创建的对象大小 > Eden所剩空间`，执行`Minor GC`。
 *  `升到老年代的对象大于老年代剩余空间的时候`执行`Full GC`，或者Young GC中发生promotion failure\`强制Full GC 。
 *  在堆内存存储满了之后进行GC，如gc与非gc时间耗时超过了GCTimeRatio的限制引发OOM

>   `YGC出现promotion failure的场景`: promotion failure发生在Young GC, 如果Survivor区当中存活对象的年龄达到了设定值，会就将Survivor区当中的对象拷贝到老年代，如果老年代的空间不足，就会发生promotion failure， 强制进行Full GC 。

## 追问1：介绍一下不同代空间的垃圾回收机制 ##

新生代（Young generation）：

从年轻代空间（包括 Eden 和 Survivor 区域）回收内存被称为 `Minor GC`,因为 Java 对象大多都具备朝生夕灭（很快不再使用）的特性，所以 `Minor GC 非常频繁`，一般回收速度也比较快。这一定义既清晰又易于理解。。

老年代（Old generation）：

对象没有变得不可达，并且从新生代周期中存活了下来，会被拷贝到这里。其`区域分配的空间要比新生代多`。也正由于其相对大的空间，发生在老年代的GC次数要比新生代少得多。清理老年代内存一般直接是 Full GC来清理。

> **默认的新生代（Young generation）、老年代（Old generation）所占空间比例为 1 : 2** 。

持久代（Permanent generation）:

也称之为`方法区（Method area）`：用于保存类常量以及字符串常量。注意，这个区域不是用于存储那些从老年代存活下来的对象，这个区域也可能发生GC。发生在这个区域的GC事件为 Major GC 。

出现了 Major GC，经常会伴随至少一次的 Minor GC（但非绝对的，ParallelScavenge 收集器的收集策略里就有直接进行 Major GC 的策略选择过程） 。MajorGC 的速度一般会比 Minor GC 慢 10倍以上。只不过在这个区域发生GC的条件非常严苛，必须符合以下三种条件才会被回收：

1.  所有实例被回收
2.  加载该类的ClassLoader 被回收
3.  Class 对象无法通过任何途径访问（包括反射）

## 追问2：能说一下新生代空间的构成与执行逻辑么？ ##

新生代（Young generation）用来保存那些第一次被创建的对象，它被分成三个空间：

*  一个伊甸园空间（Eden）
 *  两个幸存者空间（From Survivor、To Survivor）

默认新生代空间的分配：Eden : From : To =`8 : 1 : 1`

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MzkwNTQ1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

每个空间的执行说明如下：

1.  绝大多数`刚刚被创建的对象`会存放在伊甸园空间（`Eden`）。当一个对象被判定为 `死亡` 的时候，GC 就有责任来回收掉这部分对象的内存空间。
2.  `新生代是 GC 最频繁区域`。当对象在 Eden ( 包括一个 Survivor 区域，假设是 from 区域 ) 出生后，在经过一次 Minor GC后，如果对象还存活，并且能够被另外一块 Survivor 区域所容纳(上面已经假设为 from 区域，这里应为 to 区域，即 to 区域有足够的内存空间来存储 Eden 和 from 区域中存活的对象 )，则使用`复制算法`将这些仍然还`存活的对象复制到另外一块 Survivor 区域 ( 即 to 区域 )`中，`然后清理所使用过的 Eden以及 Survivor 区域` ( 即from 区域 )，并且将这些对象的年龄设置为1。可见，两个幸存者空间，`必须有一个是保持空的`。
3.  此后，对象在 Survivor 区`每熬过一次 Minor GC，就将对象的年龄 + 1`，当对象的年龄达到某个值时 ( 默认是 15 岁，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设定)，这些对象就会`成为老年代`。
4.  但也有例外的，对于一些较大的对象 (即需要分配一块较大的连续内存空间 ) 则是直接进入到老年代。。

> 如何判定对象死亡：通过引用计数法、可达性分析算法判断是否还存在引用，以及结合根据对象引用强度判断；

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以下流程评论区朋友们有歧义，经查证确实是有问题的，保留下来引以为戒。

1.  绝大多数`刚刚被创建的对象`会存放在伊甸园空间（`Eden`）。
2.  在伊甸园空间执行第一次GC（Minor GC）之后，存活的对象被移动到其中一个幸存者空间（Survivor）。
3.  此后，每次伊甸园空间执行GC后，存活的对象会被堆积在同一个幸存者空间。
4.  当一个幸存者空间饱和，`还在存活的对象`会被移动到另一个幸存者空间。`然后会清空已经饱和的哪个幸存者空间`，可见，两个幸存者空间，必须有一个是保持空的。
5.  在以上步骤中重复N次（N = MaxTenuringThreshold（`年龄阀值设定，默认15`））依然存活的对象，就会被移动到老年代。

当然，也有例外出现，对于一些比较大的对象（需要分配一块比较大的连续内存空间）则直接进入到老年代。一般在Survivor 空间不足的情况下发生。

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## 追问3：说一下发生OOM时，垃圾回收机制的执行流程。 ##

1.  对于一个很大的对象或数组，我们会首先在Eden 尝试创建，如果Eden区内存不够，创建不了，则`触发Minor GC`；
2.  Minor GC完成后继续尝试在Eden区存放，发现仍然放不下；
3.  尝试直接进入老年代，老年代也放不下
4.  `触发 FULL GC` 清理老年代的空间
5.  FULL GC完成后尝试往老年代里放，还是放不下
6.  OOM

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![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MzkwNTQ1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

北漂铁子们，快来猜猜这是哪里？

作者：`淘气的小苹果`

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# 面试题3：Full GC 、Major GC和 Minor GC有什么不同 #

我们见过很多 GC 名词如：Minor GC、Young GC、Full GC、Old GC、Major GC、Mixed GC等。那么这么多GC如何进行大致区分？下面我们引用 `R 大`在知乎上的回答：

针对 HotSpot VM 的实现，它里面的 GC 其实准确分类有两种:

1.  Partial GC(局部 GC): 并不收集整个 GC 堆的模式

*  Young GC: 只收集 Young Gen 的 GC，`Young GC 还有种说法就叫做 Minor GC`，两者是一个意思；
 *  Old GC: 只收集 old gen 的 GC，只有垃圾收集器 CMS 的 concurrent collection 是这个模式；
 *  Mixed GC: 收集整个 Young Gen 以及部分 old gen 的 GC，只有垃圾收集器 G1 有这个模式；

1.  Full GC(全局 GC): `收集整个堆`，包括新生代，老年代，永久代(`在 JDK 1.8 及以后，永久代被移除，换为 metaspace 元空间`)等所有部分的模式；

接下来让我们再来了解下各个 GC：

(1)Minor GC / Young GC

首先我们先来看下 Minor GC / Young GC，大家都知道，新生代(Young Gen)也可以称之为年轻代，`这两个名词是等价的`。那么在年轻代中的 Eden 内存区域被占满之后，实际上就需要触发年轻代的 GC，或者是新生代的 GC。

其实就是所谓的 `Minor GC`，也可以称之为 `Young GC`。

(2)Old GC

所谓的老年代 GC，称之为 Old GC 更加合适一些，因为从字面意义上就可以理解，这就是所谓的老年代 GC。

(3)Full GC

对于 Full GC，可以说 `Full GC 指的是针对新生代、老年代、永久代的全体内存空间的垃圾回收`，所以称之为 Full GC。

(4)Major GC

上面我们提到，Major GC用于处理方法区的对象。这个区域不是用于存储那些从老年代存活下来的对象，这个区域也可能发生GC，发生概率很低。

(5)Mixed GC

Mixed GC 是 G1 中特有的概念，其实说白了，主要就是说在 G1 中，一旦老年代占据堆内存的 45%(-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent：设置触发标记周期的 Java 堆占用率阈值，`默认值是 45%`。这里的Java 堆占比指的是 non\_young\_capacity\_bytes，包括 old + humongous)，就要触发 Mixed GC，此时对年轻代和老年代都会进行回收。`Mixed GC 只有 G1 中才会出现`。

# 每日小结 #

今天我们复习了面试中常考的JVM相关的三个问题，你做到心中有数了么？`对了，如果你的朋友也在准备面试，请将这个系列扔给他，如果他认真对待，肯定会感谢你的！！`好了，今天就到这里，学废了的同学，`记得在评论区留言：打卡。`，给同学们以激励。

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