深入理解java垃圾回收

说到垃圾回收（Garbage Collection，GC），很多人就会自然而然地把它和Java联系起来。在Java中，程序员不需要去关心内存动态分配和垃圾回收的问题，这一切都交给了JVM来处理。

1.为什么Java中需要垃圾收集？

在许多编程语言中，如C和C++，当程序不再需要对象时，开发人员必须采取编程步骤来回收对象在内存中分配的任何空间。

如果实施得当，这种方法可能会非常有效。然而，历史已经表明，当这个过程做得不好时，可能会发生内存泄漏并导致应用程序崩溃。

当Java语言被创建时，Sun工程师决定开发人员不应该负责管理他们创建的对象所使用的内存。相反，垃圾收集例程将是JVM的一部分；此例程识别不再使用的对象，并将其从内存中删除。

2.Java对象何时可用于垃圾收集？

当对象被标记为null、超出范围或不再被应用程序中的任何非null对象引用时，它就可以进行垃圾收集。简单来说，当应用程序不再使用Java对象时，它就可以进行垃圾收集。

3.标记和扫描是什么意思？

可以将Java中的垃圾收集分为两个主要阶段。第一个阶段是标记阶段，JVM查看内存中的每个对象，并确定是否仍然需要它。如果不需要该对象，则将其标记为垃圾收集。

扫描是第二阶段，JVM在该阶段执行垃圾收集和内存回收。

采用这种事件序列的垃圾收集算法称为标记和扫描垃圾收集器。

4.什么是分代垃圾回收？

JVM将分配的内存拆分为四个独立的空间：eden、survivor、tenured、metaspace。

底层JVM组件（如字符串缓冲区和编译类）在元空间中分配内存。随着时间的推移，这个空间相对不变。当人们谈论垃圾收集时，重点通常是eden、survivor和tenured。

第一次创建对象时，它会被放置在eden空间中。如果垃圾回收发生，并且对象仍然被引用，它将被移动到survivor空间。如果发生了足够多的垃圾收集，并且survivor空间中的某个对象从未被收集，那么它将被移动到tenured空间。

eden、survivor和tenured空间都是单独收集垃圾的，其中eden收集最多，tenured空间收集最少。这有助于提高性能，因为弱世代假设告诉我们，长寿命对象可能会保持活动状态，因此检查其垃圾收集资格是浪费时间。

此外，eden空间中的对象更有可能是短暂的，并且有资格被移除，因此扫描eden空间更有可能释放出大量内存。

将垃圾收集器划分为eden、survivor、Tentered和metaspace区域，可以极大地提高JVM性能。

5.Java内存泄漏如何影响垃圾收集？

内存泄漏会增加内存消耗，JVM被迫更频繁地运行，以便为新对象清理空间。垃圾收集例程将更频繁地运行，每次运行时释放的内存会更少，直到最终没有剩余的堆空间。

6.什么时候会选择并行垃圾收集器（GC）而不是并发标记扫描（CMS）或G1垃圾收集器？

G1垃圾收集器在系统可以向堆分配大量内存时工作得最好。

在不影响应用程序性能的情况下，使用CMS处理和垃圾收集例程。对于大小小于32GB的堆，它也最有效。

如果一个系统没有大量专用于堆的内存或多余的处理能力来分配给CMS，那么简单的并行GC是正确的选择。

此外，与其他算法相比，并行GC通常会在给定的时间段内收集更多的垃圾。如果暂停时间不是问题，那么并行垃圾收集可能是最佳选择。

如果对垃圾回收行为较为敏感，那么深入了解垃圾回收的原则（以及它在 JVM 中是如何实现的）对于开发人员来说会很有帮助。