面试：内存划分及GC算法与种类

一、JVM内存划分

线程独占区---是线程安全的

1、程序计数器

• 相当于一个执行代码的指示器，用来确认下一行执行的地址
• 每个线程都有一个
• 没有 OOM 的区

2、虚拟机栈

• 我们平时说的栈就是这块区域
• java 虚拟机规范中定义了 OutOfMemeory , stackoverflow 异常

3、本地方法栈

• java 虚拟机规范中定义了 OutOfMemory ，stackoverflow 异常

线程共享区---是线程不安全的

1、方法区

• ClassLoader 加载类信息
• 常量、静态变量
• 编译后的代码
• 会出现 OOM
• 运行时常量池
  • public static final
  • 符号引用类、接口全名、方法名

2、java 堆 (需要优化的地方)

• 虚拟机能管理的最大的一块内存 GC 主战场
• 会出现 OOM
• 对象实例
• 数据的内容

Q：一个进程中有几个堆，几个栈？

由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
所以说，一个进程里面有多个线程，因此有多个栈，但是所有栈共享一个堆
一个堆，多个栈

二、JAVA GC 如何确定内存回收

目前虚拟机基本都是采用可达性分析算法

GC Roots 的对象作为起始点，向下搜索走过的路径称为引用链，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链，即从GC roots 到这个对象不可达，则证明对象不可用，可被回收。

可以作为 GC Roots 的对象

• 虚拟机栈正在运行使用的引用
• 静态属性 常量
• JNI 引用的对象

三、垃圾收集器算法

在根搜索算法的基础上垃圾收集器算法主要有三种：标记-清除法， 复制算法（新生代的GC），标记-整理算法（老年代GC）。

1. 标记-清除法

分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。在标记阶段，通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象，因此没有被标记的就是没有被引用的垃圾对象，然后在清除阶段，清除所有没有被标记的对象。

缺点：（1）效率低，使用递归与全堆对象遍历/还要停止程序，如果在交互式程序上体现，用户体验会很糟糕（2）这种清理出来的内存空间是不连续的，这样内存的布局就会乱七八糟

2. 复制算法（新生代的GC）

将原有的内存空间分成两块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中存活的对象复制到未使用的内存中，之后清除正在使用内存块中的所有对象，然后交换两个内存块的角色，完成垃圾回收。与标记-清除法相比，复制算法更为高效。但是并不适用于存活较多的场合，比如老年代。

将内存分为一块比较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一块Survivor。当回收时，将Eden和Survivor中还存活着的对象一次性地复制到另外一块Survivor空间上，最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间。HotSpot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例是8:1，也就是说，每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的90%（80%+10%），只有10%的空间会被浪费。
3. 标记-整理算法（老年代GC）

标记完后将所有的存活对象压缩到内存的一端，之后在清理边界外所有的垃圾对象。

标记/整理算法不仅可以弥补标记/清除算法当中，内存区域分散的缺点，也消除了复制算法当中，内存减半的高额代价。
但是，标记/整理算法唯一的缺点就是效率也不高。

分代收集算法（新生代+老年代GC）

概念：根据对象的存活周期将Java堆分为新生代和老年代，短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。

• 少量对象存活，适合复制算法：在新生代中，每次GC时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成GC。
• 大量对象存活，适合用标记-清理/标记-整理：在老年代中，因为对象存活率高、没有额外空间对他进行分配担保，就必须使用“标记-清理”/“标记-整理”算法进行GC。