java面试一日一题：如何设计一款垃圾回收器

问题：如果让你设计一个垃圾回收器，你会考虑哪些问题

分析：该问题主要考察对java中垃圾回收器的理解，要理解怎么回收；一款好的垃圾回收器有哪些衡量指标

回答要点：

主要从以下几点去考虑，

1、垃圾回收线程和用户线程的关系；

2、垃圾回收器的衡量指标；

3、基于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，垃圾回收器就是实现了垃圾回收算法。

要设计一款垃圾回收器，要考虑以下几个问题，

垃圾回收线程和用户线程的关系

这句话要怎么理解，一个java进程中有很多线程，可以分为用户线程和JVM自带的线程，其中用户线程就是我们写的程序运行的线程，是开发人员可以控制的；JVM自带的线程是java虚拟机自己的线程，用来处理系统的逻辑，就比如，一个操作系统分为系统进程和用户进程是一样的，一个JVM就可以看作是一个操作系统。要进行垃圾回收，在JVM中就要有GC线程，这个是JVM提供的。

了解了GC线程，那么GC线程和用户线程是什么关系？这个问题就是两个线程的关系，知道多线程的同学，都了解线程并发与并行

并发

所谓并发是指在同一时刻一个CPU上只执行一个线程，多个线程要交替执行（获得CPU的执行时间）。现在处理器都是多核的，从用户层面上来看是在同一个时刻多个线程在执行。

并行

所谓并行是指在同一时刻多个CPU上执行多条线程，多个线程并行执行，互不影响，不会因为未到CPU时间而等待；

在垃圾回收线程和用户线程上我们希望垃圾回收器可以在单核CPU下，是并发执行，在多核CPU下可并发且并行，充分利用多核的优势，提升性能；

一款好的垃圾回收器有哪些衡量指标

垃圾回收肯定要占有时间的，一款好的垃圾回收器要用户线程占有CPU的时间越长越好，最终目标是所有的CPU时间都在执行用户线程的逻辑，当然这个是不可能的；另外在进行垃圾回收的时候如果是并发的情况，那么肯定就有暂停时间，因为在单核CPU下并发是同一时刻只有一个线程在执行，那么垃圾回收线程在执行的话，程序相当于在暂停，所以暂停是一个很重要的指标；

吞吐量/率

吞吐量指的是用户线程执行的时间占JVM运行时间，公式如下

吞吐量=用户线程执行时间/（用户执行时间+GC时间），一款优秀的垃圾回收器，其吞吐量肯定是高的，也就是

停顿时间（延迟）

停顿时间指的是用户线程的停顿时间，在垃圾回收的过程中，要暂停用户线程的执行，这个暂停时间对响应要求不高的程序来说是可以接受的，如果是要求延迟低的程序，那么停顿时间就必须短。停顿时间短会带来另外一个问题，垃圾回收的频率问题。

垃圾回收的频率

垃圾回收的频率是每隔多久执行一次GC。

垃圾回收器主要关注吞吐量和停顿时间即可，要求高吞吐量必然要垃圾回收的频率降低，频率降低必然导致每次垃圾回收时间长，停顿时间便是长的；低吞吐量那么垃圾回收的频率肯定大，每次执行的时间会变短，也就是停顿时间会变短；吞吐量和停顿时间是一个反相关性的关系，

在执行频率不变的前提下，要想吞吐量变大，只能压缩停顿时间，也就是说吞吐量和停顿时间是反相关性。

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参考：https://www.cnblogs.com/yuexiaoyun/articles/14003015.html