Java虚拟机面试题, JVM 新生代垃圾回收如何避免全堆扫描?

Step 1

Q:: Java虚拟机（JVM）新生代垃圾回收如何避免全堆扫描？

A:: 在JVM中，新生代垃圾回收通常使用的是Minor GC，主要通过分代收集算法来避免全堆扫描。新生代（Young Generation）又分为Eden区、S0（Survivor 0）区和S1（Survivor 1）区。当Eden区满时，Minor GC会开始扫描，但它只扫描新生代区域，避免了对整个堆内存的扫描。为进一步提高效率，JVM使用**写屏障（Write Barrier）和卡表（Card Table）**来记录老年代中可能引用新生代对象的区域，避免了全堆扫描。

Step 2

Q:: Minor GC 和 Major GC 有什么区别？

A:: Minor GC主要针对新生代对象，频繁且速度较快；而Major GC（或Full GC）则涉及老年代（Old Generation）和整个堆，通常速度较慢且对性能影响更大。Major GC可能会导致应用程序长时间暂停（STW），因此需要谨慎管理。

Step 3

Q:: 为什么要分代收集？

A:: 分代收集基于对象生命周期的假设：大部分对象很快变得不可达，因此可以更频繁地回收新生代中的对象。老年代对象生命周期更长，回收频率较低。分代收集有助于减少垃圾回收的频率和全堆扫描的成本。

Step 4

Q:: JVM 中的垃圾回收算法有哪些？

A:: 主要包括：标记-清除（Mark-Sweep）算法、标记-整理（Mark-Compact）算法、复制（Copying）算法和分代收集（Generational Collecting）算法。新生代通常使用复制算法，老年代则使用标记-清除或标记-整理算法。

Step 5

Q:: CMS（Concurrent Mark-Sweep）和 G1（Garbage-First）垃圾收集器的区别？

A:: CMS是一种低延迟的垃圾收集器，适合对响应时间敏感的应用，但可能会产生碎片。G1收集器是更现代的垃圾回收器，旨在替代CMS，它将堆划分为多个区域，并优先回收垃圾最多的区域，减少了长时间停顿，且在回收过程中会进行内存压缩，减少碎片。