32Java GC面試題及答案(1~5題)

1、Java GC面試題及答案（15題）L既然有GC機(jī)制，為什么還會有內(nèi)存泄露的情況？理論上Java因?yàn)橛欣厥諜C(jī)制（GC）不會存在內(nèi)存泄露問題（這也是Java被廣泛使用于服務(wù)器端編程的一個圭要原因）.然而在實(shí) 際開發(fā)中,可能會存在無用但可達(dá)的對象，這些對象不能被GC回收，因此也會導(dǎo)致內(nèi)存泄露的發(fā)生.例如hibernate的Session （一級緩存）中的對象屬于持久態(tài)，垃圾回收器是不會回收這些對象的，然而這些對象中可能存在無用的 垃圾對象,如果不及時關(guān)閉（close ）或清空（flush ） 一級緩存就可能魏內(nèi)存泄露.下面例子中的代碼也會導(dǎo)致內(nèi)存泄露.jeiva ut.il .Arrays;

2、javei , util , EmptyStackExceptiion;MySlackT elements;size = 0;工NIT CAPACITY -elements - (T) Object1N1T CAPACITY;push(T elcm) push(T elcm) push(T elcm) push(T elcm) elements sizg+ + J = eleni;(size = 0)(size = 0)(size = 0)EmptyStackException();(size = 0)EmptyStackException();elements-sizg;onsureCapa

3、cily () (elements. len- elements - Arrays.copyOf (elements,2 size !);上面的代碼實(shí)現(xiàn)了一個棧（先進(jìn)后出（FILO ）結(jié)構(gòu)，乍看之下似乎沒有什么明顯的問題,它甚至可以通過你編寫的各種單元測試.然 而其中的pop方法卻存在內(nèi)存泄露的問題，當(dāng)我們用pop方法彈出棧中的對象時，該對象不會被當(dāng)作垃圾回收，即使使用棧的程序不再 引用這些對象，因?yàn)闂?nèi)部維護(hù)著對這些對象的過期引用（obsolete reference ）。在支持垃圾回收的語言中，內(nèi)存泄露是很隱蔽的， 這種內(nèi)存泄露其實(shí)就是無意識的對象保持.如果一個對象引用被無意識的保存起來了

4、，那么垃圾回收器不會處理這個對段,也不會處理 該對象引用的X他對象,即使這樣的對象只有少數(shù)幾個，也可能會導(dǎo)致很多的對象被排除在垃圾回收之外，從而對性能造成更大影響， 極端情況下會引發(fā)Disk Paging (物理內(nèi)存與硬盤的虛擬內(nèi)存交換數(shù)據(jù))，甚至造成。utOfMemoryError.2、Java中為什么會有GC機(jī)制呢？安全性考慮；-for security.減少內(nèi)存泄露；-erase memory leak in some degree.減少程序員工作IL -Programmers dont worry about memory releasing.3、對于Java的GC哪些內(nèi)存需要回收？內(nèi)

5、存運(yùn)行時JVM會有一個運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)來管理內(nèi)存.它主要包括5大局部：.程序計(jì)數(shù)器(Program CounterRegister);.虛擬機(jī)筏(VM Stack);.本地方法棧(Native Method Stack);.方法區(qū)(Method Area);5.堆(Heap).而其中程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧、本地方法棧是每個線程私有的內(nèi)存空間，隨線程而生，隨線程而亡.例如棧中每一個棧幀中分配多少內(nèi) 存基本上在類結(jié)構(gòu)確定是哪個時就了，因此這3個區(qū)域的內(nèi)存分配和回收都是確定的，無需考慮內(nèi)存回收的問題.但方法區(qū)和堆就不同了，一個接口的多個實(shí)現(xiàn)類需要的內(nèi)存可能不一樣，我們只有在程序運(yùn)行期間才會知道會創(chuàng)立哪些對

6、象，這局部內(nèi) 存的分配和回收都是動態(tài)的，GC主要關(guān)注的是這局部內(nèi)存.總而言之，GC主要進(jìn)行回收的內(nèi)存是JVM中的方法區(qū)和堆.4、Java的GC什么時候回收垃圾？在面試中經(jīng)常會碰到這樣一個問題(事實(shí)上筆者也碰到過)：如何判斷一個對象已經(jīng)死去？很容易想到的一個答案是：對一個對象添加引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有地方引用它時，計(jì)數(shù)器值加1 ；當(dāng)引用失效時，計(jì)數(shù)器值減1.而當(dāng)計(jì)數(shù) 器的值為0時這個對象就不會再被使用，判斷為已死.是不是簡單又直觀。然而，很遺憾。這種做法是錯誤的！為什么是錯的呢？事實(shí) 上,用引用計(jì)數(shù)法照實(shí)在大局部情況下是一個不錯的解決方案，而在實(shí)際的應(yīng)用中也有不少案例，但它卻無法解決對象之間的循環(huán)引

7、用 問題。比方對象A中有一個字段指向了對象B ,而對象B中也有一個字段指向了對象A ,而事實(shí)上他們倆都不再使用，但計(jì)數(shù)器的值永 遠(yuǎn)都不可能為0 ,也就不會被回收，然后就發(fā)生了內(nèi)存泄露.正確的做法應(yīng)該是怎樣呢？在Java , C#等語言中，比擬主流的判定f 對象已死的方法是：可達(dá)性分析(Reachability Analysis).所有生成的對象都是一個稱為.GC Roots”的根的子樹.從GC Roots開始向下搜索，搜索所經(jīng)過的路徑稱為引用鹿(Reference Chain),當(dāng)一個對象到GC Roots沒有任何 引用鏈可以到達(dá)時，就稱這個對象是不可達(dá)的(不可引用的)，也就是可以被GC回收了

8、.無論是引用計(jì)數(shù)器還是可達(dá)性分析，判定對蕊是否存活都與引用有關(guān)！那么，如何定義對象的引用呢？我們希望給出這樣一類描述：當(dāng)內(nèi)存空間還夠時，能夠保存在內(nèi)存中；如果進(jìn)行了垃圾回收之后內(nèi)存空間仍舊非常緊張，那么可以拋棄這 些對象.所以根據(jù)不同的需求，給出如下四種引用，根據(jù)引用類型的不同，GC回收時也會有不同的操作：強(qiáng)引用(Strong Reference):Object obj=new Object。;只要強(qiáng)引用還存在,GC永遠(yuǎn)不會回收掉被引用的對象.軟引用(Soft Reference):描述一些還有用但非必需的對象.在系統(tǒng)將會發(fā)生內(nèi)存溢出之前，會把這些對象列入回收范圍進(jìn)行二次回收 (即系統(tǒng)將會發(fā)生

9、內(nèi)存溢出了，才會對他們進(jìn)行回收)弱引用(Weak Reference):程度比軟引用還要弱一些.這些對象只能生存到下次GC之前.當(dāng)GC工作時，無論內(nèi)存是否足夠都會將其 回收(即只要進(jìn)行GC ,就會對他們進(jìn)行回收.)虛引用(Phantom Reference):一個對象是否存在虛引用，完全不會對其生存時間構(gòu)成影響。關(guān)于方法區(qū)中需要回收的是一些廢棄的常 信和無用的類.L廢棄的常量的回收。這里看引用計(jì)數(shù)就可以了。沒有對象引用該常量就可以放心的回收了.2.無用的類的回收.什么是無用的類呢？A.該類所有的實(shí)例都己2被回收.也就是Java堆中不存在該類的任何實(shí)例；B加載該類的ClassLoader已經(jīng)被回

10、收；C該類對應(yīng)的對象沒有任何地方被引用，無法在任何地方通過反射訪問該類的方法.總而言之:對于堆中的對象，主要用 可達(dá)性分析判斷一個對象是否還存在引用，如果該對嵌沒有任何引用就應(yīng)該被回收.而根據(jù)我們實(shí)際對引用的不同需求，又分成了 4種 引用，每種引用的回收機(jī)制也是不同的.對于方法區(qū)中的常量和類,當(dāng)一個常量沒有任何對象引用它，它就可以被回收了。而對于類， 如果可以判定它為無用類，就可以被回收了.5、通過10個例如來初步認(rèn)識Java8中的lambda表達(dá)式用lambda表達(dá)式實(shí)現(xiàn)Runnable/ Java 8 之前:Thread( Runnable () .startrincln( Bctore

11、Jhh8 too much ccdo for loo little lo do );) .startThread()-System,out.printlnhi Java8. Lambda expression rocks !”),start();輸出：too much code , for too little to doLambda expression rocks!這個例子向我們展示了 Java 8 lambda表達(dá)式的語法.你可以使用lambda寫出如下代碼：statementtamsj expression params)例如，如果你的方法不對參數(shù)進(jìn)行修改、至寫，只是在控制臺打印點(diǎn)東西

12、的話，那么可以這樣寫：statementHello Laabdii Expressions );如果你的方法接收兩個參數(shù),那么可以寫成如下這樣:even, odd) - even + od眼便提一句，通常都會把lambda表達(dá)式內(nèi)部變后的名字起得短一些.這樣能使代碼更簡短，放在同一行.所以，在上述代碼中，變最 名選用a、B或者x、y會比even、0dd要好.使用Java 8 lambda衷達(dá)式進(jìn)行事件處理如果你用過Swing API編程，你就會記得怎樣寫事件監(jiān)聽代碼。這又是一個舊版本簡單匿名類的經(jīng)典用例，但現(xiàn)在可以不這樣了。你可 以用lambda表達(dá)式寫出更好的事件監(jiān)聽代碼，如下所示：Butt

13、on show = JButton( Show ); show.addActionListener (ActionListener) dellonPeriormoc(ActlonEvenl e) System.out .println ( Event handling wiihout lambda expression is boringshow , addActionListenerStem,out .print In (Light, CamerH, Action !|ambda oxprossions Rocks);使用Java 8 lambda表達(dá)式進(jìn)行事件處理使用lambda表達(dá)式對列

14、表進(jìn)行迭代如果你使過幾年Java ,你就知道針對集合類，最常見的操作就是進(jìn)行迭代，并將業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用于各個元素，例如處理訂單、交易和事件 的列表.由于Java是命令式語言，Java 8之前的所有循環(huán)代碼都是I頂序的，即可以對其元素進(jìn)行并行化處理,如果你想做并行過謔，就 需要自己寫代碼，這并不是困容易.通過引入lambda表達(dá)式和默認(rèn)方法，將做什么和怎么做的問題分開了 ,這意味著Java集合現(xiàn)在 知道怎樣做迭代，并可以在API層面對集合元素進(jìn)行并行處理.下面的例子里，我將介紹如何在使用lambda或不使用lambda表達(dá)式 的情況下迭代列表.你可以看到列表現(xiàn)在有了 forEach。方法，它可以迭代

15、所有對象，并將你的lambda代碼應(yīng)用在其中.|List features = Arrays .dsListLambdas Defaul l Mclhod , SlrcaiaAPI Date and Time API ); (String feature :features)stemout printin(feature);List features = Arrays .msList ( Laabdas , Defaull Molhod Stream API . Ddle and Time API );features,forEach(n - System.?？赾.println(口)；eal

16、ures forEach(System.out：printin)輸出：Lambdas Default Method Stream APIDate and Time API列表循環(huán)的最后 f例子展示了如何在Java 8中使用方法引用(method reference ).你可以看到C + +里面的雙目號.范圍解析操作 符現(xiàn)在在Java 8中用來表示方法引用.使用lambda表達(dá)式和函數(shù)式接口 Predicate除了在語言層面支持函數(shù)式編程風(fēng)格Java 8也添加了一個包，叫做java.utiLfunction.它包含了很多類，用來支持Java的函數(shù)式編程. 其中一個便是Predicate ,使用函

17、數(shù)式接口以及l(fā)ambda表達(dá)式，可以向API方法添加邏輯,用更少的代 碼支持更多的動態(tài)行為.下面是Java 8 Predicate的例子，展示了過謔集合數(shù)據(jù)的多種常用方法.Predicate接口非常適用于做過派.List 二anguages=Auays asList (JavzJ, Scala, C+, Haskell, Lisp);filter(Languages, (str)-str.startsWith( J );rintln( languages uhich ends wiih a );f ilr.ar (st r ( ，i );System, out .print In ( Print all languages :);filter(languages, (str)System.out .printIn ( Pi int no language : );filter(languages.System.out.println ( Prinl liingiuig。 whose lenglh grouter Ihun 4:);eSr (str)-str.length()I);filler(List names. Predicate condition)(condit