java面試一日一題：如何設計一款垃圾回收器

• 2021 年 5 月 15 日
• 筆記

問題：如果讓你設計一個垃圾回收器，你會考慮哪些問題

分析：該問題主要考察對java中垃圾回收器的理解，要理解怎麼回收；一款好的垃圾回收器有哪些衡量指標

回答要點：

主要從以下幾點去考慮，

1、垃圾回收線程和用戶線程的關係；

2、垃圾回收器的衡量指標；

3、基於垃圾回收算法有哪些垃圾回收器

上篇文章分享了垃圾回收的算法，有了垃圾回收的算法就要使用，垃圾回收器就是實現了垃圾回收算法。

要設計一款垃圾回收器，要考慮以下幾個問題，

垃圾回收線程和用戶線程的關係

這句話要怎麼理解，一個java進程中有很多線程，可以分為用戶線程和JVM自帶的線程，其中用戶線程就是我們寫的程序運行的線程，是開發人員可以控制的；JVM自帶的線程是java虛擬機自己的線程，用來處理系統的邏輯，就比如，一個操作系統分為系統進程和用戶進程是一樣的，一個JVM就可以看作是一個操作系統。要進行垃圾回收，在JVM中就要有GC線程，這個是JVM提供的。

了解了GC線程，那麼GC線程和用戶線程是什麼關係？這個問題就是兩個線程的關係，知道多線程的同學，都了解線程並發與並行

並發

所謂並發是指在同一時刻一個CPU上只執行一個線程，多個線程要交替執行（獲得CPU的執行時間）。現在處理器都是多核的，從用戶層面上來看是在同一個時刻多個線程在執行。

並行

所謂並行是指在同一時刻多個CPU上執行多條線程，多個線程並行執行，互不影響，不會因為未到CPU時間而等待；

在垃圾回收線程和用戶線程上我們希望垃圾回收器可以在單核CPU下，是並發執行，在多核CPU下可並發且並行，充分利用多核的優勢，提升性能；

一款好的垃圾回收器有哪些衡量指標

垃圾回收肯定要佔有時間的，一款好的垃圾回收器要用戶線程佔有CPU的時間越長越好，最終目標是所有的CPU時間都在執行用戶線程的邏輯，當然這個是不可能的；另外在進行垃圾回收的時候如果是並發的情況，那麼肯定就有暫停時間，因為在單核CPU下並發是同一時刻只有一個線程在執行，那麼垃圾回收線程在執行的話，程序相當於在暫停，所以暫停是一個很重要的指標；

吞吐量/率

吞吐量指的是用戶線程執行的時間佔JVM運行時間，公式如下

吞吐量=用戶線程執行時間/（用戶執行時間+GC時間），一款優秀的垃圾回收器，其吞吐量肯定是高的，也就是

停頓時間（延遲）

停頓時間指的是用戶線程的停頓時間，在垃圾回收的過程中，要暫停用戶線程的執行，這個暫停時間對響應要求不高的程序來說是可以接受的，如果是要求延遲低的程序，那麼停頓時間就必須短。停頓時間短會帶來另外一個問題，垃圾回收的頻率問題。

垃圾回收的頻率

垃圾回收的頻率是每隔多久執行一次GC。

垃圾回收器主要關注吞吐量和停頓時間即可，要求高吞吐量必然要垃圾回收的頻率降低，頻率降低必然導致每次垃圾回收時間長，停頓時間便是長的；低吞吐量那麼垃圾回收的頻率肯定大，每次執行的時間會變短，也就是停頓時間會變短；吞吐量和停頓時間是一個反相關性的關係，

在執行頻率不變的前提下，要想吞吐量變大，只能壓縮停頓時間，也就是說吞吐量和停頓時間是反相關性。

有不正之處，歡迎指正，感謝

參考：//www.cnblogs.com/yuexiaoyun/articles/14003015.html