java知识点(2)

8.有哪些垃圾回收算法?

    1. 如何确定某个对象是垃圾

        1.1. 引用计数法

        1.2. 可达性分析

    2. 典型的垃圾回收算法

        2.1. 标记-清除算法(Mark-Sweep)

        2.2. 复制算法(Copying)

        2.3. 标记-整理算法(Mark-Compact)

        2.4. 分代收集算法(Generational Collection)

    3. 典型的垃圾收集器

        3.1. Serial/SerialOld

        3.2. ParNew

        3.3. ParallelScavenge

        3.4. Parallel Old

        3.5. CMS

        3.6. G1

    1.1. 引用计数法

    在Java中,引用和对象是有关联的。如果要操作对象则必须用引用进行。因此,很显然一个简单的办法是通过引用计数来判断一个对象是否可以回收。简单说,即一个对象如果没有任何与之关联的引用,则说明对象不太可能再被用到,那么这个对象就是可回收对象。这种方式即是引用计数法。这种方式的问题是无法解决循环引用的问题。

    1.2. 可达性分析

    为了解决引用计数法的循环引用问题,Java使用了可达性分析的方法。通过一系列的“GC roots”对象作为起点搜索。如果在“GC roots”和一个对象之间没有可达路径,则称该对象是不可达的。要注意的是,不可达对象不等价于可回收对象,不可达对象变为可回收对象至少要经过两次标记过程。两次标记后仍然是可回收对象,则将面临回收。

    2. 典型的垃圾回收算法

    2.1. 标记-清除算法(Mark-Sweep)

    最基础的垃圾回收算法,分为两个阶段,标注和清除。标记阶段标记出所有需要回收的对象,清除阶段回收被标记的对象所占用的空间。
    2.2. 复制算法(Copying)
    2.3. 标记-整理算法(Mark-Compact)
    2.4. 分代收集算法(Generational Collection)

    为了解决Mark-Sweep算法内存碎片化的缺陷而被提出的算法。按内存容量将内存划分为等大小的两块。每次只使用其中一块,当这一块内存满后将尚存活的对象复制到另一块上去,把已使用的内存清掉。

    结合了以上两个算法,为了避免缺陷而提出。标记阶段和Mark-Sweep算法相同,标记后不是清理对象,而是将存活对象移向内存的一端。然后清除端边界外的对象。

    分代收集法是目前大部分JVM所采用的方法,其核心思想是根据对象存活的不同生命周期将内存划分为不同的域,一般情况下将GC堆划分为老生代(Tenured/Old Generation)和新生代(Young Generation)。老生代的特点是每次垃圾回收时只有少量对象需要被回收,新生代的特点是每次垃圾回收时都有大量垃圾需要被回收,因此可以根据不同区域选择不同的算法。

    3. 典型的垃圾收集器

    3.1. Serial/Serial Old

    最古老的收集器,是一个单线程收集器,用它进行垃圾回收时,必须暂停所有用户线程。Serial是针对新生代的收集器,采用Copying算法;而Serial Old是针对老生代的收集器,采用Mark-Compact算法。优点是简单高效,缺点是需要暂停用户线程。

    3.2. ParNew

    Seral/Serial Old的多线程版本,使用多个线程进行垃圾收集。

    3.3. Parallel Scavenge

    新生代的并行收集器,回收期间不需要暂停其他线程,采用Copying算法。该收集器与前两个收集器不同,主要为了达到一个可控的吞吐量。

    3.4. Parallel Old

    Parallel Scavenge的老生代版本,采用Mark-Compact算法和多线程。

    3.5. CMS

    Current Mark Sweep收集器是一种以最小回收时间停顿为目标的并发回收器,因而采用Mark-Sweep算法。

    3.6. G1

    G1(Garbage First)收集器技术的前沿成果,是面向服务端的收集器,能充分利用CPU和多核环境。是一款并行与并发收集器,它能够建立可预测的停顿时间模型。


9.有哪些线程安全的容器?

    9.1在Map类中,提供两种线程安全容器


    java.util.Hashtable

    Hashtable和HashMap类似,都是散列表,存储键值对映射。主要区别在于HashTable是线程安全的。当我们查看Hashtable源码的时候,可以看到Hashtable的方法都是通过synchronized来进行方法层次的同步,以达到线程安全的作用。

    java.util.concurrent.ConcurrentHashMap

    ConcurrentHashMap是性能更好的散列表。在兼顾线程安全的同时,相对于Hashtable,在效率上有很大的提高。我们可以猜想,Hashtable的线程安全实现是对方法进行synchronized,很明显可以通过其他并发方式,如ReentrantLock进行优化。而ConcurrentHashMap正是采用了ReentrantLock。运用锁分离技术,即在代码块上加锁,而不是方法上加。同时ConcurrentHashMap的一个特色是允许多个修改并发操作。这就有意思了,我们知道一般写都是互斥的,为什么这个还能多个同时写呢?那是因为ConcurrentHashMap采用了内部使用段机制,将ConcurrentHashMap分成了很多小段。只要不在一个小段上写就可以并发写。

  9. 2.Collection类



    Collection部分主要是运用的CopyOnWrite机制,即写时复制机制。从字面上就能理解什么意思,就是当我们往一个容器里添加元素的时候,先对这个容器进行一次复制,对副本进行写操作。写操作结束后,将原容器的引用指向新副本容器,就完成了写的刷新。

     从它的实现原理,我们可以看出这种机制是存在缺点的。1.内存占用:毫无疑问,每次写时需要首先复制一遍原容器,假如复制了很多,或者本身原容器就比较大,那么肯定会占用很多内存。可以采用压缩容器中的元素来防止内存消耗过大。2.数据一致性问题:当我们在副本中进行写操组时,只能在最终结束后使数据同步,不能实时同步,可以看到,这种机制适用于读操作多,写操作少的应用场景。

     java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList

    Collection类的线程安全容器主要都是利用的ReentrantLock实现的线程安全,CopyOnWriteArrayList也不例外。在并发写的时候,需要获取lock。读的时候不需要进行lock

     java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet

    CopyOnWriteArraySet的实现就是基于CopyOnWriteArrayList实现的,采用的装饰器进行实现。二者的区别和List和Set的区别一样。

    Vector

    它确实也是线程安全的。相对于其他容器,能够提供随机访问功能。

   9.3 StringBufferStringBuilder

    String在进行+操作的时候,原生的String会重新新建一个String对象来完成字符串拼接,明显这种操作多了的话会加重服务器负担。因此我们需要的时候就会用StringBuffer和StringBuilder。StringBuffer是线程安全的,StringBuilder不是。从StringBuffer的源码可以看到,它采用的是对方法进行synchronized实现的同步。但是加了同步机制,肯定会对性能有一定影响。

 


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