面试题：什么情况下会触发 Java 的 Full GC？

在Java中，Full GC（全局垃圾回收）是对整个堆内存（包括年轻代、老年代）以及方法区（Metaspace）进行垃圾回收的过程。Full GC的触发条件通常与内存分配失败或垃圾回收策略有关，以下是常见的触发条件：

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1. 老年代空间不足

• 触发条件：当老年代空间不足以容纳从年轻代晋升的对象时，会触发Full GC。
• 原因：
  • 年轻代的对象经过多次Young GC后仍然存活，会被晋升到老年代。
  • 如果老年代空间不足，JVM会尝试通过Full GC来释放老年代中的无用对象。
• 典型场景：
  • 大量长期存活的对象占用了老年代空间。
  • 对象晋升速度过快，老年代无法及时释放空间。

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2. 方法区（Metaspace）空间不足

• 触发条件：当方法区（Metaspace）空间不足时，会触发Full GC。
• 原因：
  • 方法区用于存储类的元数据（如类信息、方法信息、常量池等）。
  • 如果加载的类过多或动态生成的类过多，可能导致方法区空间不足。
• 典型场景：
  • 大量动态类加载（如使用反射、动态代理等技术）。
  • Metaspace大小配置不合理（-XX:MaxMetaspaceSize设置过小）。

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3. 显式调用System.gc()

• 触发条件：当代码中显式调用System.gc()时，可能会触发Full GC。
• 原因：
  • System.gc()是建议JVM执行垃圾回收，但具体是否执行以及何时执行由JVM决定。
  • 通常情况下，System.gc()会触发Full GC。
• 注意事项：
  • 显式调用System.gc()可能会导致不必要的性能开销，应尽量避免。

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4. 堆内存分配失败

• 触发条件：当JVM无法为对象分配足够的堆内存时，会触发Full GC。
• 原因：
  • 如果年轻代和老年代都无法为对象分配足够的空间，JVM会尝试通过Full GC来释放内存。
• 典型场景：
  • 堆内存设置过小（-Xmx和-Xms配置不合理）。
  • 内存泄漏导致堆内存被长期占用。

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5. 垃圾回收器的策略

• 触发条件：某些垃圾回收器（如CMS、G1）在特定情况下会触发Full GC。
• 原因：
  • CMS回收器：在并发回收失败时（Concurrent Mode Failure），会触发Full GC。
  • G1回收器：在并发标记完成后，如果老年代空间不足，会触发Mixed GC；但如果Mixed GC无法满足需求，可能会触发Full GC。

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6. 大对象分配失败

• 触发条件：当尝试分配大对象（直接进入老年代的对象）时，如果老年代空间不足，会触发Full GC。
• 原因：
  • 大对象通常会直接分配到老年代，如果老年代空间不足，JVM会尝试通过Full GC来释放空间。

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总结

Full GC的触发条件通常与内存不足或垃圾回收策略有关，主要包括：

1. 老年代空间不足。
2. 方法区（Metaspace）空间不足。
3. 显式调用System.gc()。
4. 堆内存分配失败。
5. 垃圾回收器的策略（如CMS、G1）。
6. 大对象分配失败。

Full GC的停顿时间较长，对应用性能影响较大，因此应尽量避免频繁触发Full GC。通过合理配置堆内存大小、选择合适的垃圾回收器以及优化代码，可以减少Full GC的发生。