面試官問為什么新生代不用標記清除算法
本文轉載自微信公眾號「安琪拉的博客」，作者安琪拉 。轉載本文請聯系安琪拉的博客公眾號。
杭州某寫字樓，安琪拉穿著新買的19.9的皮鞋走進玻璃隔間辦公室，準備迎接一場新的表演。
面試官 ：看你簡歷上有些熟悉JVM，是吧?
安琪拉：是的
面試官 ：那你跟我講講堆內存的分區。
安琪拉：[心想]：這很easy嘛，來，算是回顧一下JVM的基礎知識。
我們知道堆分為新生代和老年代，新生代就是我們說的Yong Generation，老年代是 Old Generation。
面試官 ：然后呢?
安琪拉：然后什么?
面試官 ：講完啦?下面沒有啦?新生代呢?
安琪拉：你想聽你可以跟我說嘛，你不說我怎么知道你想聽。
新生代又分為Eden區和Survivor區，Survivor由From區域和To區域組成，完整的內存結構，我給你畫一下，別抽了，筆遞給我一下，我畫一下，如下圖所示。
面試官 ：哦，圖可以，那為什么堆要分新生代和老年代呢?
安琪拉：當然是為了更有效的管理內存。
面試官 ：怎么說?
安琪拉：假設一下，如果不分新老代，內存就一整塊，垃圾收集器每次都要把那些長期存在的對象，和生命周期很短的對象放在一起回收，一般長生命周期的對象可能跟應用生命周期一致，你基本回收不掉的，比如Spring 框架里面的Bean管理相關的對象(ApplicationContext)，整個應用運行期間都存在，這種一般經過幾次回收最后都放在老年代，但是如果不區分新老代，每次都一起回收，性能消耗很大。
區分新老代之后，老年代放長期存活的對象，新生代就放生命周期短的對象，老年代對象很穩定，新生代回收不影響老年代，回收效率能大大提高。
面試官 ：那為什么新生代還要分Eden、From、To區域呢?
安琪拉：[開始慢慢有點意思了]
首先大部分對象生命周期是很短的，如果新生代不分多個區域，新生代可能會有二種回收方案
第一種可能：每次回收都在新生代整塊內存上進行，完整的垃圾回收過程分三步：
需要先找到需要清理的對象標記;
清理這些被標記的對象;
移動剩下的對象，對達到老年代晉升年齡的對象移動到老年代。
對象被回收掉后會產生很多內存碎片(被回收的對象很多)，如果要解決內存碎片，需要移動剩下的對象(標記整理算法)，整個回收流程效率很低。
第二種可能：如果沒有Survivor區(From + To)，Minor GC(新生代回收)過程中，存活的對象直接被送到老年代，這樣的話老年代很快被填滿，觸發Major GC(因為Major GC一般伴隨著Minor GC，也可以看做觸發了Full GC)，Full GC頻繁會影響程序的執行和響應速度。
新生代的回收叫Minor GC, 老年代的回收叫Major GC。
面試官 ：為什么要設置兩個Survivor區呢?From 和 To
安琪拉：我們來看一下, 如果只有一個Survivor區，新生代內存的回收流程。
我按照上面這張圖畫的講，第一次Eden區域滿了，內存回收很簡單，直接把Eden區域存活對象放到Suvivor區域;
第二次內存回收，需要回收二個地方，Eden區域和Survivor區域。
- 因為Survivor區域也會存活的對象需要被回收，對Survivor區要采用標記整理垃圾收集算法，(先標記需要清理的對象，然后回收，然后把剩下的存活對象放到一起);
- Eden區域采用復制算法，把Eden區域存放的對象復制到Survivor區域，然后把整個Eden區清除。
看到網上有些文章說這里設置二個Survivor區域的原因是為了避免內存碎片，因為他假設第二次(以及后續)的回收，內存回收是先回收Eden區域，然后是Survivor區域，這樣當然會有內存碎片，但是如果真是只有一個Survivor區域，垃圾回收設計者肯定是先回收Survivor區域，再回收Eden區域，等Survivor區回收整理好，再把Eden區存放對象搬到Survivor區，這樣存活地址是連續的，沒有內存碎片。所以真正的原因還是我下面說的效率問題。
面試官 ：這樣有什么問題呢?
安琪拉：這樣做有幾個問題：
- 經過幾次回收之后，Survivor區域滿了之后怎么辦?直接搬到老年代?那老年代很快就爆炸了。搬到Eden區?那內存碎片產生了，可能Survivor區和Eden區回收完之后，還需要再整理一下內存去掉內存碎片，性能消耗也是很大的。
- 一般標記整理算法的性能消耗是比復制算法消耗要大的，尤其是在新生代98%的對象都是“朝生夕死”的，標記清楚的是98%的對象，剩下就2%對象，要整理內存，不然直接把這2%對象放到另一個地方，把整塊內存清除，Eden整塊內存清除效率很高的。
所以歸根結底，二個Survivor區還是為了性能考慮，標記復制算法效率比標記整理效率高。
面試官 ：那你跟我詳細講講標記新生代除了Eden，另外采用二個Survivor區的標記復制算法。
安琪拉：新生代中的對象 98% 是“ 朝生夕死” 的， 所以并不需要按照 1: 1 的比例來劃分Eden和Survivor的空間， 而是將新生代分為較大的一塊Eden空間和兩塊較小的Survivor 空間，每次只使用 Eden 和 其中一塊Survivor[0](From區域)，留出Survivor[1](To區域)用來實現標記復制。
當回收時， 將 Eden 和 Survivor[0] 中還存活著的對象一次性地復制到另外一塊 Survivor[1] (To)空間上， 最后清理掉 Eden 和 剛才用過的 Survivor 空間。
另外說明一點：From區域和To區域在每次Minor GC之后都會互轉，From區域變成To區域，To區域變成From區域，這只是邏輯標識
HotSpot 虛擬機默認 將Eden 和 Survivor 的大小比例是 8: 1(CMS不適用)， 也就是每次新生代中可用內存空間為整個新生代容量的 90%( 80%+ 10%)，只有10%的內存會被“ 浪費”(一直有10%的內存(Survivor To區)不存東西)。
標記復制算法流程：
- Eden區域+Survivor From區滿，進行存活對象標記，標記完，把存活對象復制到Survivor To區域;
- Survivor To區域變成From區域(一個邏輯標識)，From區域變成To區域;
- 內存分配，繼續步驟1，復制過程中有達到老年代晉升年齡(默認值15)，移動到老年代。
面試官：剛才說了這么多，是不是來之前背題了?
安琪拉：【心想】回答不出來你說我對技術沒追求，回答出來了你說我背題，WTF。。
耐心對面試官解釋：怎么可能，我只不過是來之前把安琪拉的博客公眾號上的文章都看了一遍，嘿嘿。
面試官：在哪看，你分享給我。
面試官：誒誒，還有老年代內存回收策略呢?還有標記整理算法呢?另外講講幾種常見的垃圾回收器，CMS和G1。
安琪拉：不想講了，累了，要不放在二面的時候講吧。
面試官：沒事，二面面試官還是我，你直接講吧。
安琪拉：真不想講了。
面試官：那今天先到這吧，回去等通知，您出了這個門左拐。
文章來源于讀者的提問。
