Java虚拟机面试题, 为什么 Java 中某些新生代和老年代的垃圾收集器不能组合使用?比如 ParNew 和 Parallel Old
Java虚拟机面试题, 为什么 Java 中某些新生代和老年代的垃圾收集器不能组合使用?比如 ParNew 和 Parallel Old
QA
Step 1
Q:: 为什么 Java 中某些新生代和老年代的垃圾收集器不能组合使用？比如 ParNew 和 Parallel Old？
A:: 在 Java 虚拟机中，垃圾收集器负责管理内存的分配和回收。新生代和老年代垃圾收集器之间的兼容性问题，主要源于垃圾收集器的设计目标和实现方式的不同。ParNew 是一个为多线程设计的新生代收集器，而 Parallel Old 则是一个为高吞吐量优化的老年代收集器。这两个收集器的工作方式、数据结构、以及线程管理的方式不完全一致。因此，将它们组合使用时，会导致不兼容的问题，影响垃圾回收的效率和系统的稳定性。通常情况下，ParNew 与 CMS（Concurrent Mark-Sweep）垃圾收集器搭配使用，而 Parallel Scavenge 与 Parallel Old 搭配使用，这是因为这些组合在设计上是为了互补而开发的，可以更好地配合工作，达到更好的性能表现。
Step 2
Q:: CMS垃圾收集器的工作原理是什么？
A:: CMS（Concurrent Mark-Sweep）是用于老年代的垃圾收集器，其主要目标是减少应用的停顿时间。CMS 的工作过程可以分为四个阶段：初始标记（Initial Mark）、并发标记（Concurrent Mark）、重新标记（Remark）、和并发清除（Concurrent Sweep）。初始标记阶段会暂停所有应用线程，标记根对象，时间较短；并发标记阶段与应用线程一起工作，标记所有可达对象；重新标记阶段会再次暂停应用线程，完成漏标的对象标记；并发清除阶段与应用线程并发执行，清理不可达的对象。虽然 CMS 可能会产生“浮动垃圾”并导致空间碎片化，但它通过并发执行垃圾回收，显著减少了应用的停顿时间。
Step 3
Q:: G1垃圾收集器如何改进了传统垃圾收集器的设计？
A:: G1（Garbage First）垃圾收集器是一种面向服务器应用的垃圾收集器，旨在提供可预测的停顿时间和高吞吐量的平衡。G1 不像传统的垃圾收集器那样简单地将内存划分为新生代和老年代，而是将整个堆划分为多个大小相等的独立区域（Region）。G1 通过跟踪每个 Region 中的垃圾比例，优先回收垃圾最多的 Region，这就是所谓的“Garbage First”。同时，G1 通过混合回收（Mixed Collection），在新生代收集时，选择性地同时回收一些老年代的 Region，从而避免老年代过于膨胀，影响应用性能。G1 提供了更好的内存管理和垃圾收集性能，特别是在面对大堆内存时，表现得更为优越。