垃圾回收器 - 技术栈

1.对象什么时候可以被拉机器回收

Java对象可以被垃圾回收器回收的时机是在对象不再被引用时。当一个对象没有任何引用指向它时，垃圾回收器会将其标记为可回收状态。垃圾回收器会定期运行，检查并回收不再被引用的对象的内存空间，释放资源并提供新的空间供程序使用。

怎么确定哪一些内容是垃圾呢

Java中的对象由垃圾回收器来负责回收。垃圾回收器通过判断对象的可达性来决定哪些对象可以被回收。

引用计数法：引用计数法是一种简单的垃圾回收算法。每当对象被引用时，计数器加1；每当对象的引用失效时，计数器减1。当计数器为0时，表示对象没有被引用，可以被回收。引用计数法的优点是实时性好，即对象在失去引用后能够立即被回收。但是引用计数法有一个致命的问题，即循环引用。当两个或多个对象之间相互引用时，计数器永远不会为0，导致内存泄露。
可达性分析算法：可达性分析算法是Java中主要采用的垃圾回收算法。这个算法基于的思想是通过一系列称为"GC Roots"的根对象作为起点，从这些根对象开始遍历所有对象的引用链，可达的对象被视为存活对象，不可达的对象被视为垃圾对象。垃圾对象会被回收，存活对象会被保留。
GC Roots包括以下几种情况：

虚拟机栈中引用的对象
方法区静态变量引用的对象
方法区常量引用的对象
本地方法栈中JNI（native方法）引用的对象

可达性分析算法的优点是能够检测到循环引用，并解决循环引用导致的内存泄露问题。它可以准确地确定哪些对象是垃圾，哪些对象是存活的。但是可达性分析算法需要遍历对象图，对于大规模的对象图可能会导致较长的停顿时间。

综上所述，Java中的垃圾回收器主要通过可达性分析算法来确定哪些对象是垃圾。引用计数法虽然简单，但由于无法解决循环引用问题，所以在Java中并不使用。可达性分析算法可以准确地确定对象是否可达，进而决定是否进行回收，具有更好的回收效率和内存管理能力。

JVM垃圾回收算法有哪些？

标记-清除（Mark and Sweep）算法：该算法首先标记所有活动对象，然后清除所有未标记的对象。这种算法会造成内存碎片，并且清除过程会暂停程序的执行。举例说明：假设有一块内存区域，其中有多个对象，其中只有几个对象是活动的，标记-清除算法会首先遍历所有对象，将活动对象标记为活动状态，然后清除所有未标记的对象，即将非活动对象所占用的内存释放。
复制算法（Copying）：该算法将内存分为两个区域，分别为From区和To区。当From区域中的对象被标记为活动状态后，将这些对象复制到To区域，然后清除From区域中的所有对象。该算法不会产生内存碎片，并且清除过程也很快，但是需要将活动对象从一个区域复制到另一个区域。举例说明：假设有一块内存区域，其中有多个对象，复制算法会将内存分为From区和To区，首先将所有活动对象从From区复制到To区，然后清除From区中的所有对象。
标记-整理（Mark and Compact）算法：该算法首先标记所有活动对象，然后将它们向一端移动，然后清除移动后的其它对象。这种算法会产生内存碎片，但是清除过程不会暂停程序的执行。举例说明：假设有一块内存区域，其中有多个对象，标记-整理算法会首先遍历所有对象，将活动对象标记为活动状态，然后将活动对象向一端移动，最后清除移动后的其它对象。
分代回收算法（Generational）：该算法将内存分为几个代（Generation），一般情况下将内存分为老年代、新生代和永久代。新生代中的对象生命周期较短，老年代中的对象生命周期较长。分代回收算法会根据代的不同采用不同的回收算法，以提高垃圾回收的效率。举例说明：假设有一块内存区域，其中有多个对象，分代回收算法会将内存分为老年代和新生代，新生代中的对象生命周期较短，一般采用复制算法；老年代中的对象生命周期较长，一般采用标记-清除或标记-整理算法。

MinorGC,MixedGC,FullGC的区别是什么

Minor GC（新生代GC）：Minor GC是一种垃圾回收算法，它主要用于清理年轻代（Young Generation）中的垃圾对象。年轻代是Java堆内存中的一部分，用于存放新创建的对象。Minor GC的目标是尽快回收年轻代中的垃圾对象，以便为新的对象分配空间。它使用复制算法来进行垃圾回收，即把存活的对象复制到一个新的空间中，然后清理原空间中的所有对象。

Mixed GC（混合GC）：Mixed GC是一种综合了Minor GC和Full GC的垃圾回收算法。它主要用于清理整个堆内存中的部分垃圾对象。Mixed GC通常在年轻代GC之后执行，它会查找堆内存中的一些垃圾对象，并进行清理。由于Mixed GC只清理部分堆内存中的对象，因此它的速度相对于Full GC要快一些。

Full GC（全GC）：Full GC是一种垃圾回收算法，它用于清理整个Java堆内存中的所有垃圾对象。Full GC会扫描整个堆内存，包括年轻代和老年代（Old Generation），并清理其中的无用对象。Full GC的执行时间相对较长，因为它需要遍历整个堆内存。Full GC通常会触发一次STW（Stop-The-World）暂停，即整个应用程序停止响应，以便进行垃圾回收操作。

总结：

Minor GC主要用于清理年轻代中的垃圾对象，使用复制算法，速度相对较快。
Mixed GC综合了Minor GC和Full GC，用于清理部分堆内存中的垃圾对象，速度一般。
Full GC用于清理整个堆内存中的垃圾对象，执行时间较长，会触发一次STW暂停。

JVM有哪些垃圾回收器？

Serial Collector（串行回收器）：
- 该回收器以单线程进行垃圾回收，暂停所有应用程序线程进行垃圾收集。
- 适用于小型或简单应用，对系统资源需求低，适合单核处理器或小型服务器。
- 使用复制算法进行新生代（Young Generation）垃圾回收，使用标记-整理算法进行老年代（Old Generation）垃圾回收。
Parallel Collector（并行回收器）：
- 该回收器使用多线程进行垃圾回收，能够更充分利用多核处理器。
- 暂停所有应用程序线程，但垃圾回收速度更快，适用于高吞吐量的应用。
- 使用复制算法进行新生代垃圾回收，使用标记-整理算法进行老年代垃圾回收。
CMS (Concurrent Mark-Sweep) Collector（并发标记-清除回收器）：
- 该回收器以并发（与应用程序线程同时运行）进行垃圾回收，减少了应用程序的停顿时间。
- 不需要停顿所有应用程序线程，适用于对延迟要求较高的应用。
- 使用标记-清除算法进行老年代垃圾回收。
G1 (Garbage-First) Collector（垃圾优先回收器）：jdk9之后默认为G1

G1（Garbage-First）垃圾回收器是一种面向服务器应用的垃圾回收器，最早在JDK 7u4版本中引入。它的主要目标是提供高吞吐量和低延迟的垃圾回收能力，并且能够有效地管理大内存堆。

G1垃圾回收器的工作原理如下：

将堆空间划分为多个大小相等的区域，包括年轻代和老年代。每个区域都有一个年龄记分器和一个跨代引用表，用于记录对象的存活情况和对象之间的引用关系。
当启动垃圾回收时，G1会根据可用的CPU资源和垃圾回收的目标停顿时间，决定回收哪些区域。它会优先选择垃圾最多的区域进行回收，也就是"Garbage-First"的意思。
G1使用复制算法处理年轻代的垃圾回收。当年轻代空间满时，会触发一次Minor GC。在Minor GC中，G1会将存活的对象复制到空闲的区域，并且会根据对象的存活时间调整对象的年龄。
G1使用标记-复制算法处理老年代的垃圾回收。当老年代空间满时，会触发一次Major GC。在Major GC中，G1会进行并发标记和混合收集操作。

新生代回收是指对年轻代进行垃圾回收的过程。G1将年轻代分为多个大小相等的区域，当区域满时，会触发一次Minor GC。Minor GC首先会进行一次暂停，停止应用程序的执行，然后将存活的对象复制到空闲的区域中，并且会根据对象的存活时间调整对象的年龄。通过复制算法，Minor GC能够高效地回收年轻代的垃圾。

并发标记是指在并发执行应用程序的同时，对老年代进行垃圾回收的过程。在并发标记过程中，G1会遍历老年代中的对象，并标记出存活的对象。由于并发执行，所以这个阶段不会停顿应用程序的执行。

混合收集是指在并发标记完成后，对整个堆进行垃圾回收的过程。混合收集会选取垃圾最多的区域进行回收，也就是"Garbage-First"的策略。在混合收集过程中，G1会对垃圾最多的区域进行清理，并将存活的对象复制到其他空闲区域。混合收集的目标是在尽量短的停顿时间内回收尽量多的垃圾。

强引用，弱引用，软引用，虚引用的区别

强引用（Strong Reference）：强引用是最常见的引用类型，也是默认的引用类型。当一个对象具有强引用时，即使内存空间不足，垃圾回收器也不会回收它。只有当没有任何强引用指向对象时，垃圾回收器才会将其回收。

示例代码：

Object obj = new Object(); // obj是一个强引用

弱引用（Weak Reference）：弱引用是一种比较弱的引用类型。当一个对象只有弱引用指向它时，即使内存空间充足，垃圾回收器也有可能回收它。弱引用通常用于解决内存泄漏的问题，可以在内存不足时，快速释放一些不再需要的对象。

示例代码：

WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());
Object obj = weakRef.get(); // obj是一个弱引用，可以通过get()方法获取弱引用所指向的对象

软引用（Soft Reference）：软引用是一种比较强的引用类型，比弱引用要强一些。当一个对象只有软引用指向它时，在内存空间不足时，垃圾回收器不会立即回收它，而是在内存真正不足时再回收。软引用通常用于实现缓存机制或对象池。

示例代码：

SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(new Object());
Object obj = softRef.get(); // obj是一个软引用，可以通过get()方法获取软引用所指向的对象

虚引用（Phantom Reference）：虚引用是一种最弱的引用类型，几乎没有引用的功能。虚引用主要用于跟踪对象被垃圾回收器回收的状态，当一个对象只有虚引用指向它时，不管内存空间是否充足，垃圾回收器都会在回收该对象时发送通知。

示例代码：

ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), queue);
Object obj = phantomRef.get(); // obj是一个虚引用，无法通过get()方法获取引用所指向的对象

区别总结：

强引用不会被垃圾回收器回收，而其他三种引用类型都有可能被回收。
弱引用是一种比较弱的引用类型，软引用比弱引用要强一些，虚引用是最弱的引用类型。
弱引用和软引用通常用于解决内存泄漏问题，而虚引用主要用于跟踪对象被回收的状态。
强引用和软引用可以通过get()方法获取引用所指向的对象，而虚引用无法通过get()方法获取引用所指向的对象。