Java虚拟机面试题, 什么情况下会触发 Java 的 Full GC?

Step 1

Q:: 什么情况下会触发 Java 的 Full GC？

A:: Java 的 Full GC 会在以下几种情况下触发： 1. 老年代空间不足：当老年代无法容纳新对象或老年代空间达到一定阈值时，会触发 Full GC。 2. 永久代（在 Java 8 之前）或元空间（在 Java 8 及之后）空间不足：当这些区域中的类加载元数据或常量池数据无法再存储新的数据时，会触发 Full GC。 3. 显式调用 System.gc() 方法：调用此方法建议 JVM 执行 Full GC（尽管不保证一定会执行）。 4. 老年代晋升失败：当新生代对象经过多次 Minor GC 后无法晋升到老年代，因为老年代空间不足时，会触发 Full GC。 5. CMS GC 的并发模式失败：当 CMS 垃圾收集器在并发收集时发现老年代空间不足以容纳新对象时，会触发 Full GC。

Step 2

Q:: Full GC 和 Minor GC 有什么区别？

A:: Full GC 是针对整个堆内存（包括新生代、老年代和永久代/元空间）的垃圾收集，而 Minor GC 仅针对新生代。Full GC 会暂停所有应用线程，因此代价更高，且通常比 Minor GC 频繁少。Minor GC 主要回收短命对象，而 Full GC 处理整个堆空间的对象，回收内存更多。

Step 3

Q:: 如何减少 Full GC 的频率？

A:: 减少 Full GC 的频率可以通过以下方法实现： 1. 调整 JVM 参数，增大老年代和新生代的大小，减少老年代的内存压力。 2. 优化代码，减少对象创建和提高对象存活率。 3. 避免频繁调用 System.gc()。 4. 选择合适的垃圾收集器，例如 G1、ZGC，这些收集器在处理老年代时更高效。 5. 调整 CMS 或 G1 垃圾收集器的参数，以避免并发模式失败或达到堆空间阈值时触发 Full GC。

Step 4

Q:: 如何分析和调优 JVM 的 GC 行为？

A:: 可以通过以下步骤分析和调优 JVM 的 GC 行为： 1. 启用 GC 日志：使用 -XX:+PrintGCDetails 和 -Xloggc:filename.log 等参数记录 GC 日志。 2. 分析 GC 日志：使用工具如 GCViewer 或 GCeasy 分析 GC 日志，查看 GC 频率、停顿时间等信息。 3. 调整堆内存大小：根据分析结果，调整新生代和老年代的大小以平衡 GC 开销。 4. 选择合适的 GC 算法：根据应用的需求选择如 G1、CMS、ZGC 等适合的垃圾收集器。 5. 优化代码：通过减少对象分配频率、避免内存泄漏等方法减少 GC 频率。

Step 5

Q:: 什么是 Java 堆内存的结构？

A:: Java 堆内存分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation），新生代又分为 Eden 区、Survivor 0 区和 Survivor 1 区。新生代用于存放新创建的对象，老年代用于存放长期存活的对象。在 GC 过程中，新生代发生 Minor GC，老年代可能发生 Full GC。Java 8 之前还有永久代用于存放类信息和常量池数据，Java 8 之后则由元空间取代。