深入理解Java中的Minor GC、Major GC和Full GC
Minor GC、Major GC、Full GC并不是具体的垃圾回收器（如 G1、CMS、Serial 等），而是描述垃圾回收作用范围或阶段的术语。它们的核心区别在于回收的内存区域和触发条件
深入理解Java中的Minor GC、Major GC和Full GC
在Java的世界里，垃圾回收机制是保证程序稳定运行、高效利用内存的关键所在。而其中，Minor GC、Major GC和Full GC是垃圾回收过程中非常重要的概念。今天，就让我们深入剖析一下它们的原理、触发条件和特点。
一、Minor GC：年轻代的清理工
作用范围
Minor GC主要负责回收年轻代（Young Generation）的内存空间。年轻代又细分为Eden区和Survivor区（一般有两个Survivor区，分别称为Survivor 0和Survivor 1 ）。新创建的对象通常会首先分配在Eden区。
触发条件
当Eden区的空间被耗尽，无法再为新对象分配内存时，Minor GC就会被触发。例如，在一个高并发创建对象的场景中，大量新对象快速涌入Eden区，一旦其容量达到上限，Minor GC便会启动。
特点
- 速度较快：年轻代中的对象生命周期通常较短，很多对象“朝生夕死”，这使得Minor GC的回收效率相对较高。因为大部分对象都可以被直接回收，不需要进行复杂的处理。
- 复制算法的应用：在Minor GC过程中，存活的对象会被复制到Survivor区（如果Survivor区空间足够）。当对象在Survivor区熬过一定次数的GC后（这个次数可以通过参数设置，默认是15次），就会晋升到老年代。
- 广泛执行：几乎所有的Java垃圾回收器，如G1、CMS、Parallel等，在面对年轻代内存不足时，都会执行Minor GC。
二、Major GC：老年代的守护者
作用范围
Major GC主要针对老年代（Old Generation）进行内存回收。老年代存放的是那些在年轻代中经过多次GC后依然存活下来的对象，或者是一些大对象（大对象会直接在老年代分配内存，前提是老年代有足够空间）。
触发条件
当老年代的空间不足时，就会触发Major GC。比如，在应用程序运行过程中，由于对象晋升到老年代的速度过快，或者有大量大对象直接分配到老年代，导致老年代空间被占满，此时Major GC就会启动。
特点
- 速度相对较慢：与年轻代不同，老年代中的对象存活率较高，这意味着在回收过程中，需要处理的存活对象更多，所以Major GC的速度通常比Minor GC要慢。
- 不同回收器的不同策略
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- CMS（Concurrent Mark Sweep）：采用并发标记清除算法，在回收过程中尽量减少对应用程序的停顿时间。但这种算法不会对内存进行整理，可能会导致内存碎片的产生。
- G1（Garbage - First）：通过混合回收（Mixed GC）的方式处理老年代Region，它会选择一部分年轻代Region和一部分老年代Region一起进行回收，以提高回收效率。
- Serial/Old：使用单线程的标记 - 整理算法，这种方式在回收过程中会产生较长的STW（Stop The World，即暂停应用程序线程）时间。
需要注意的是，在不同的资料中，Major GC这个术语存在一定的歧义，有些地方会将Major GC等同于Full GC，所以在理解和使用时需要结合具体上下文。
三、Full GC：全面的大扫除
作用范围
Full GC是对整个Java堆（包括年轻代和老年代）以及元空间（Metaspace，也就是方法区）进行全面的内存回收。
触发条件
- 老年代空间不足且无法解决：当Major GC无法解决老年代的空间不足问题时，就会触发Full GC。例如，在老年代内存碎片化严重，且剩余空间无法容纳新晋升的对象时。
- 元空间不足：元空间主要存放类的元数据信息等。当加载的类过多，导致元空间被耗尽时，会触发Full GC。
- 显式调用System.gc()：虽然Java提供了显式调用垃圾回收的方法System.gc()，但并不推荐在代码中随意使用，因为这可能会对应用程序的性能产生不可预测的影响。而且可以通过设置参数 -XX:+DisableExplicitGC来禁用这种显式调用。
- 内存分配策略失败：比如在对象晋升过程中，出现晋升担保失败的情况，即Survivor区无法容纳从Eden区复制过来的存活对象，此时也会触发Full GC。
特点
- STW停顿时间长：由于Full GC要回收整个堆和元空间的内存，涉及的对象和数据量庞大，所以会产生较长的STW停顿时间。这会严重影响应用程序的性能，导致应用程序在这段时间内几乎处于停滞状态。
- 尽量避免：所有的垃圾回收器都会尽量避免Full GC的发生。例如，G1垃圾回收器通过采用混合回收策略，尽可能在老年代空间占用达到一定比例时就进行回收，从而降低Full GC发生的概率。
- 回收算法：在Serial、Parallel等垃圾回收器中，Full GC通常采用单线程或并行的标记 - 整理算法；而G1垃圾回收器在Full GC时，会退化为单线程的Serial Old算法。
四、总结
Minor GC、Major GC和Full GC在Java垃圾回收机制中扮演着不同的角色，它们各自有着明确的作用范围、触发条件和特点。理解它们之间的区别和联系，对于优化Java应用程序的内存管理、提高应用程序的性能至关重要。在实际开发中，我们可以根据应用程序的特点和需求，合理选择垃圾回收器，并通过调整相关参数，来尽量减少Full GC的发生，降低垃圾回收对应用程序性能的影响。
希望通过这篇博客，大家能对Java中的这三种GC有更深入的理解，在处理Java内存相关问题时能够更加得心应手。