Java 虚拟机面试题, 什么是三色标记算法?

Step 1

Q:: 什么是三色标记算法？

A:: 三色标记算法是垃圾回收算法的一种，用于避免对象间的循环引用问题。它使用三种颜色标记对象：白色（未访问）、灰色（已访问但子对象未完全访问）、黑色（已访问且子对象也已完全访问）。垃圾回收过程开始时，所有对象都是白色的。然后，从根对象开始，将可达的对象标记为灰色。接下来，依次处理灰色对象，将它们标记为黑色，并将它们引用的对象标记为灰色。最终，所有可达的对象都变为黑色，未被访问的对象（仍然是白色）即为垃圾，能够被回收。

Step 2

Q:: 三色标记算法如何避免“STW”（Stop-The-World）问题？

A:: 三色标记算法可以通过增量标记（Incremental Marking）来减少STW的时间。在增量标记过程中，标记工作分成多个小阶段，每个阶段标记一部分对象，使得应用程序在标记期间不需要完全停止，而是能够与GC（垃圾回收）并发执行。

Step 3

Q:: 为什么要使用三色标记算法？

A:: 三色标记算法通过颜色标记避免了对象之间的循环引用问题，这是许多垃圾回收器（如G1、CMS）的核心算法之一。它的增量标记特性在高并发环境下尤其重要，能够有效减少应用程序的停顿时间。

Step 4

Q:: 什么是“写屏障”（Write Barrier）？它在三色标记算法中起什么作用？

A:: 写屏障是用来监控应用程序对对象引用的写操作的机制。在三色标记算法中，写屏障用于确保在标记阶段，对象的引用关系发生变化时，GC能够正确地标记新引用的对象，避免对象被错误地标记为垃圾。