一、簡介
今天我們總結一道常見的關於垃圾回收的面試題：
- JVM垃圾回收算法有哪幾種？各自的優缺點？
我們都知道，JVM中堆可分爲：
【a】新生代：
- Eden區域
- From(s0)區域
- To(s1)區域
【b】老年代
如下圖：
JVM垃圾回收的主要區域之一就是我們的堆。JVM在進行GC時，並非每次都對上面三個內存區域一起回收的，大部分時候回收的都是指新生代。
GC按照回收的區域又分了兩種類型：
- 普通GC（minor GC）
- 全局GC（major GC or Full GC）
Minor GC和Full GC的區別
- 普通GC（minor GC）：只針對新生代區域的GC,指發生在新生代的垃圾收集動作，因爲大多數Java對象存活率都不高，所以Minor GC非常頻繁，一般回收速度也比較快。
- 全局GC（major GC or Full GC）：指發生在老年代的垃圾收集動作，出現了Major GC，經常會伴隨至少一次的Minor GC（但並不是絕對的），Major GC的速度一般要比Minor GC慢上10倍以上 。
二、GC垃圾回收算法
【a】複製算法
複製算法原理：
Minor GC會把Eden中的所有活的對象都移到Survivor區域中，如果Survivor區中放不下，那麼剩下的活的對象就被移到老年代中，也即一旦收集後，Eden是就變成空的了。
當對象在 Eden ( 包括一個 Survivor 區域，這裏假設是 from 區域 ) 出生後，在經過一次 Minor GC 後，如果對象還存活，並且能夠被另外一塊 Survivor 區域所容納( 上面已經假設爲 from 區域，這裏應爲 to 區域，即 to 區域有足夠的內存空間來存儲 Eden 和 from 區域中存活的對象 )，則使用複製算法將這些仍然還存活的對象複製到另外一塊 Survivor 區域 ( 即 to 區域 ) 中，然後清理所使用過的 Eden 以及 Survivor 區域 ( 即 from 區域 )，並且將這些對象的年齡設置爲1，以後對象在 Survivor 區每熬過一次 Minor GC，就將對象的年齡 + 1，當對象的年齡達到某個值時 ( 默認是 15 歲，通過-XX:MaxTenuringThreshold 來設定參數)，這些對象就會成爲老年代。
- 優點：
- 效率高
- 缺點：
- 1、使用複製算法浪費了一半的內存
- 2、如果對象的存活率很高，那麼我們需要將很多對象都複製一遍，並將所有引用地址重置一遍，複製所花費的時間，在對象存活率達到一定程度時，將會變的不可忽視。 所以使用複製算法，對象的存活率要非常低纔行。
【b】標記清除算法
原理：標記清除算法分爲標記和清除兩個階段，先標記出要回收的對象，然後統一回收這些對象。如下圖描述：
用通俗的話解釋一下標記清除算法，就是當程序運行期間，若可以使用的內存被耗盡的時候，GC線程就會被觸發並將程序暫停，隨後將要回收的對象標記一遍，最終統一回收這些對象，完成標記清理工作接下來便讓應用程序恢復運行。
- 優點：
- 標記- 清除算法比較簡單，也是最基礎的算法。
- 缺點：
- 需要暫停整個應用，會產生內存碎片
- 標記-清除算法效率並不高，如果有大量對象需要被回收，也就是需要對大量對象進行標記，顯然標記這些對象耗費的時間將會比較長，所以標記的效率並不高
【c】標記壓縮算法
原理：在整理壓縮階段，不再對標記的對像做回收，而是通過所有存活對像都向一端移動，然後直接清除邊界以外的內存。可以看到，標記的存活對象將會被整理，按照內存地址依次排列，而未被標記的內存會被清理掉。如此一來，當我們需要給新對象分配內存時，JVM只需要持有一個內存的起始地址即可，這比維護一個空閒列表顯然少了許多開銷。
- 優點：
- 彌補標記/清除算法當中，產生大量內存碎片的缺點；
- 消除複製算法當中，內存減半的高額代價；
- 缺點：
- 效率不是很好
【d】分代收集算法
現代商用虛擬機基本都採用分代收集算法來進行垃圾回收。分代收集算法的思想，就是根據對象的不同生命週期，採用不同的垃圾回收算法，根據每一代的特點，選擇最適合該代的回收算法，達到最高的回收效率。對象存活率比較低（新生代），使用複製算法，複製成本低；對象存活率高（老年代），採用標記-清理算法或者標記-整理算法。
三、總結
以上就是關於GC垃圾回收算法的一些總結，如果面試遇到相關問題，可以從垃圾回收的原理，然後講述大體的流程，再說上優點、缺點，這道題應該就差不多了。更多關於GC相關的知識可以參考我的另外一篇文章：