強(qiáng)引用、軟引用、弱引用、虛引用是什么，有什么區(qū)別？

強(qiáng)引用：在程序中普遍存在的引用賦值，類似Object obj = new Object()這種引用關(guān)系。只要強(qiáng)引用關(guān)系還存在，垃圾收集器就永遠(yuǎn)不會(huì)回收掉被引用的對象。

軟引用：如果內(nèi)存空間足夠，垃圾回收器就不會(huì)回收它，如果內(nèi)存空間不足了，就會(huì)回收這些對象的內(nèi)存。

//軟引用

SoftReference<String> softRef = new SoftReference<String>(str);

弱引用：在進(jìn)行垃圾回收時(shí)，不管當(dāng)前內(nèi)存空間足夠與否，都會(huì)回收只具有弱引用的對象。

//弱引用

WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<String>(str);

虛引用：虛引用并不會(huì)決定對象的生命周期。如果一個(gè)對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣，在任何時(shí)候都可能被垃圾回收。虛引用主要是為了能在對象被收集器回收時(shí)收到一個(gè)系統(tǒng)通知。

Minor GC 和 Full GC的區(qū)別？

Minor GC：回收新生代，因?yàn)樾律鷮ο蟠婊顣r(shí)間很短，因此Minor GC會(huì)頻繁執(zhí)行，執(zhí)行的速度一般也會(huì)比較快。

Full GC：回收老年代和新生代，老年代的對象存活時(shí)間長，因此Full GC很少執(zhí)行，執(zhí)行速度會(huì)比Minor GC慢很多。

內(nèi)存的分配策略？

對象優(yōu)先在 Eden 分配

大多數(shù)情況下，對象在新生代Eden上分配，當(dāng)Eden空間不夠時(shí)，觸發(fā)Minor GC。

大對象直接進(jìn)入老年代

大對象是指需要連續(xù)內(nèi)存空間的對象，最典型的大對象有長字符串和大數(shù)組?？梢栽O(shè)置JVM參數(shù)-XX:PretenureSizeThreshold，大于此值的對象直接在老年代分配。

長期存活的對象進(jìn)入老年代

通過參數(shù)-XX:MaxTenuringThreshold可以設(shè)置對象進(jìn)入老年代的年齡閾值。對象在Survivor區(qū)每經(jīng)過一次Minor GC，年齡就增加 1 歲，當(dāng)它的年齡增加到一定程度，就會(huì)被晉升到老年代中。

動(dòng)態(tài)對象年齡判定

并非對象的年齡必須達(dá)到MaxTenuringThreshold才能晉升老年代，如果在Survivor中相同年齡所有對象大小的總和大于Survivor空間的一半，則年齡大于或等于該年齡的對象可以直接進(jìn)入老年代，無需達(dá)到MaxTenuringThreshold年齡閾值。

空間分配擔(dān)保

在發(fā)生Minor GC之前，虛擬機(jī)先檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于新生代所有對象總空間，如果條件成立的話，那么Minor GC是安全的。如果不成立的話虛擬機(jī)會(huì)查看HandlePromotionFailure的值是否允許擔(dān)保失敗。如果允許，那么就會(huì)繼續(xù)檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于歷次晉升到老年代對象的平均大小，如果大于，將嘗試著進(jìn)行一次Minor GC；如果小于，或者HandlePromotionFailure的值為不允許擔(dān)保失敗，那么就要進(jìn)行一次Full GC。

Full GC 的觸發(fā)條件？

????????對于 Minor GC，其觸發(fā)條件比較簡單，當(dāng) Eden 空間滿時(shí)，就將觸發(fā)一次 Minor GC。而 Full GC 觸發(fā)條件相對復(fù)雜，有以下情況會(huì)發(fā)生 full GC：

調(diào)用 System.gc()

????????只是建議虛擬機(jī)執(zhí)行 Full GC，但是虛擬機(jī)不一定真正去執(zhí)行。不建議使用這種方式，而是讓虛擬機(jī)管理內(nèi)存。

老年代空間不足

????????老年代空間不足的常見場景為前文所講的大對象直接進(jìn)入老年代、長期存活的對象進(jìn)入老年代等。為了避免以上原因引起的 Full GC，應(yīng)當(dāng)盡量不要?jiǎng)?chuàng)建過大的對象以及數(shù)組。除此之外，可以通過 -Xmn 參數(shù)調(diào)大新生代的大小，讓對象盡量在新生代被回收掉，不進(jìn)入老年代。還可以通過 -XX:MaxTenuringThreshold 調(diào)大對象進(jìn)入老年代的年齡，讓對象在新生代多存活一段時(shí)間。

空間分配擔(dān)保失敗

????????使用復(fù)制算法的 Minor GC 需要老年代的內(nèi)存空間作擔(dān)保，如果擔(dān)保失敗會(huì)執(zhí)行一次 Full GC。

JDK 1.7 及以前的永久代空間不足

????????在 JDK 1.7 及以前，HotSpot 虛擬機(jī)中的方法區(qū)是用永久代實(shí)現(xiàn)的，永久代中存放的為一些 Class 的信息、常量、靜態(tài)變量等數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)中要加載的類、反射的類和調(diào)用的方法較多時(shí)，永久代可能會(huì)被占滿，在未配置為采用 CMS GC 的情況下也會(huì)執(zhí)行 Full GC。如果經(jīng)過 Full GC 仍然回收不了，那么虛擬機(jī)會(huì)拋出 java.lang.OutOfMemoryError。

垃圾回收算法有哪些？

垃圾回收算法有四種，分別是標(biāo)記清除法、標(biāo)記整理法、復(fù)制算法、分代收集算法。

標(biāo)記清除算法

首先利用可達(dá)性去遍歷內(nèi)存，把存活對象和垃圾對象進(jìn)行標(biāo)記。標(biāo)記結(jié)束后統(tǒng)一將所有標(biāo)記的對象回收掉。這種垃圾回收算法效率較低，并且會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)的空間碎片。

復(fù)制清除算法

????????半?yún)^(qū)復(fù)制，用于新生代垃圾回收。將內(nèi)存分為大小相同的兩塊，每次使用其中的一塊。當(dāng)這一塊的內(nèi)存使用完后，就將還存活的對象復(fù)制到另一塊去，然后再把使用的空間一次清理掉。

特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單，運(yùn)行高效，但可用內(nèi)存縮小為了原來的一半，浪費(fèi)空間。

標(biāo)記整理算法

根據(jù)老年代的特點(diǎn)提出的一種標(biāo)記算法，標(biāo)記過程仍然與標(biāo)記-清除算法一樣，但后續(xù)步驟不是直接對可回收對象進(jìn)行清理，而是讓所有存活的對象都向一端移動(dòng)，然后直接清理掉邊界以外的內(nèi)存。

分類收集算法

根據(jù)各個(gè)年代的特點(diǎn)采用最適當(dāng)?shù)氖占惴?。一般將堆分為新生代和老年代?/p>

新生代使用復(fù)制算法

老年代使用標(biāo)記清除算法或者標(biāo)記整理算法

????????在新生代中，每次垃圾收集時(shí)都有大批對象死去，只有少量存活，使用復(fù)制算法比較合適，只需要付出少量存活對象的復(fù)制成本就可以完成收集。老年代對象存活率高，適合使用標(biāo)記-清理或者標(biāo)記-整理算法進(jìn)行垃圾回收。

有哪些垃圾回收器？

垃圾回收器主要分為以下幾種：Serial、ParNew、Parallel Scavenge、Serial Old、Parallel Old、CMS、G1。

這7種垃圾收集器的特點(diǎn)：

Serial 收集器

????????單線程收集器，使用一個(gè)垃圾收集線程去進(jìn)行垃圾回收，在進(jìn)行垃圾回收的時(shí)候必須暫停其他所有的工作線程（Stop The World），直到它收集結(jié)束。

????????特點(diǎn)：簡單高效；內(nèi)存消耗?。粵]有線程交互的開銷，單線程收集效率高；需暫停所有的工作線程，用戶體驗(yàn)不好。

ParNew 收集器

????????Serial收集器的多線程版本，除了使用多線程進(jìn)行垃圾收集外，其他行為、參數(shù)與Serial收集器基本一致。

Parallel Scavenge 收集器

????????新生代收集器，基于復(fù)制清除算法實(shí)現(xiàn)的收集器。特點(diǎn)是吞吐量優(yōu)先，能夠并行收集的多線程收集器，允許多個(gè)垃圾回收線程同時(shí)運(yùn)行，降低垃圾收集時(shí)間，提高吞吐量。所謂吞吐量就是 CPU 中用于運(yùn)行用戶代碼的時(shí)間與 CPU 總消耗時(shí)間的比值（吞吐量 = 運(yùn)行用戶代碼時(shí)間 /（運(yùn)行用戶代碼時(shí)間 + 垃圾收集時(shí)間））。Parallel Scavenge收集器關(guān)注點(diǎn)是吞吐量，高效率的利用 CPU 資源。CMS垃圾收集器關(guān)注點(diǎn)更多的是用戶線程的停頓時(shí)間。

????????Parallel Scavenge收集器提供了兩個(gè)參數(shù)用于精確控制吞吐量，分別是控制最大垃圾收集停頓時(shí)間的-XX：MaxGCPauseMillis參數(shù)以及直接設(shè)置吞吐量大小的-XX：GCTimeRatio參數(shù)。

-XX：MaxGCPauseMillis參數(shù)的值是一個(gè)大于0的毫秒數(shù)，收集器將盡量保證內(nèi)存回收花費(fèi)的時(shí)間不超過用戶設(shè)定值。

-XX：GCTimeRatio參數(shù)的值大于0小于100，即垃圾收集時(shí)間占總時(shí)間的比率，相當(dāng)于吞吐量的倒數(shù)。

Serial Old 收集器

????Serial收集器的老年代版本，單線程收集器，使用標(biāo)記整理算法。

Parallel Old 收集器

????Parallel Scavenge收集器的老年代版本。多線程垃圾收集，使用標(biāo)記整理算法。

CMS 收集器

????Concurrent Mark Sweep，并發(fā)標(biāo)記清除，追求獲取最短停頓時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了讓垃圾收集線程與用戶線程基本上同時(shí)工作。

CMS垃圾回收基于標(biāo)記清除算法實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過程分為四個(gè)步驟：

初始標(biāo)記： 暫停所有用戶線程（Stop The World），記錄直接與GC Roots直接相連的對象 。

并發(fā)標(biāo)記：從GC Roots開始對堆中對象進(jìn)行可達(dá)性分析，找出存活對象，耗時(shí)較長，但是不需要停頓用戶線程。

重新標(biāo)記： 在并發(fā)標(biāo)記期間對象的引用關(guān)系可能會(huì)變化，需要重新進(jìn)行標(biāo)記。此階段也會(huì)暫停所有用戶線程。

并發(fā)清除：清除標(biāo)記對象，這個(gè)階段也是可以與用戶線程同時(shí)并發(fā)的。

在整個(gè)過程中，耗時(shí)最長的是并發(fā)標(biāo)記和并發(fā)清除階段，這兩個(gè)階段垃圾收集線程都可以與用戶線程一起工作，所以從總體上來說，CMS收集器的內(nèi)存回收過程是與用戶線程一起并發(fā)執(zhí)行的。

優(yōu)點(diǎn)：并發(fā)收集，停頓時(shí)間短。

缺點(diǎn)：

標(biāo)記清除算法導(dǎo)致收集結(jié)束有大量空間碎片。

產(chǎn)生浮動(dòng)垃圾，在并發(fā)清理階段用戶線程還在運(yùn)行，會(huì)不斷有新的垃圾產(chǎn)生，這一部分垃圾出現(xiàn)在標(biāo)記過程之后，CMS無法在當(dāng)次收集中回收它們，只好等到下一次垃圾回收再處理；

G1收集器

G1垃圾收集器的目標(biāo)是在不同應(yīng)用場景中追求高吞吐量和低停頓之間的最佳平衡。

G1將整個(gè)堆分成相同大小的分區(qū)（Region），有四種不同類型的分區(qū)：Eden、Survivor、Old和Humongous。分區(qū)的大小取值范圍為 1M 到 32M，都是2的冪次方。分區(qū)大小可以通過-XX:G1HeapRegionSize參數(shù)指定。Humongous區(qū)域用于存儲(chǔ)大對象。G1規(guī)定只要大小超過了一個(gè)分區(qū)容量一半的對象就認(rèn)為是大對象。

?G1 收集器對各個(gè)分區(qū)回收所獲得的空間大小和回收所需時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行排序，得到一個(gè)優(yōu)先級(jí)列表，每次根據(jù)用戶設(shè)置的最大回收停頓時(shí)間，優(yōu)先回收價(jià)值最大的分區(qū)。

特點(diǎn)：可以由用戶指定期望的垃圾收集停頓時(shí)間。

G1 收集器的回收過程分為以下幾個(gè)步驟：

初始標(biāo)記。暫停所有其他線程，記錄直接與GC Roots直接相連的對象，耗時(shí)較短 。

并發(fā)標(biāo)記。從GC Roots開始對堆中對象進(jìn)行可達(dá)性分析，找出要回收的對象，耗時(shí)較長，不過可以和用戶程序并發(fā)執(zhí)行。

最終標(biāo)記。需對其他線程做短暫的暫停，用于處理并發(fā)標(biāo)記階段對象引用出現(xiàn)變動(dòng)的區(qū)域。

篩選回收。對各個(gè)分區(qū)的回收價(jià)值和成本進(jìn)行排序，根據(jù)用戶所期望的停頓時(shí)間來制定回收計(jì)劃，然后把決定回收的分區(qū)的存活對象復(fù)制到空的分區(qū)中，再清理掉整個(gè)舊的分區(qū)的全部空間。這里的操作涉及存活對象的移動(dòng)，會(huì)暫停用戶線程，由多條收集器線程并行完成。

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