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一、GC的作用与原理
核心功能
自动识别并回收堆内存中不再被引用的对象，释放内存空间。
避免手动管理内存的复杂性（如C/C++中的delete/free操作），降低内存泄漏风险。
判断对象可回收的方法
可达性分析算法：从GC Roots（如虚拟机栈、静态变量、本地方法栈等）出发，遍历对象引用链，无法到达的对象标记为可回收。
替代了传统的引用计数法（易循环引用导致内存泄漏）。
二、分代管理与GC类型
JVM将堆内存划分为不同代区，针对不同生命周期对象采用差异化回收策略：
新生代（Young Generation）
区域划分：Eden区（新对象分配地）、Survivor区（S0/S1，存活对象过渡区）。
Minor GC/Young GC：当Eden区满时触发，存活对象复制到Survivor区，多次存活后晋升老年代。
特点：高频、快速，采用复制算法（减少碎片）。
老年代（Old Generation）
Major GC/Old GC：CMS收集器特有，单独回收老年代（其他收集器通常直接触发Full GC）。
Full GC：回收整个堆（含方法区/元空间），触发条件包括：
老年代空间不足。
方法区（永久代）内存不足（JDK8前）。
System.gc()显式调用（可通过参数禁用）。
三、常见垃圾收集器
JVM提供多种收集器，适应不同场景需求：
新生代收集器
Serial：单线程，适合客户端应用（低资源消耗）。
ParNew：多线程版Serial，配合CMS使用。
Parallel Scavenge：吞吐量优先，适合后台计算任务。
老年代收集器
CMS（Concurrent Mark Sweep）：并发标记清除，减少停顿时间，但易碎片化。
G1（Garbage-First）：分区回收，兼顾吞吐与低延迟，适合大堆内存。
全堆收集器
ZGC/Shenandoah：超低延迟（毫秒级停顿），适用于实时系统。
四、GC调优策略
目标选择
吞吐量优先：如Parallel Scavenge + Parallel Old，适合批处理任务。
低延迟优先：如G1/CMS，适合Web服务。
关键参数调整
新生代与老年代比例（-XX:NewRatio）。
Survivor区比例（-XX:SurvivorRatio）。
堆大小（-Xms初始堆、-Xmx最大堆）。
监控工具
jstat查看GC频率与耗时。
VisualVM分析堆内存分布。
五、GC算法对比
标记-清除：简单但碎片化严重。
复制：高效无碎片，但内存利用率低（适合新生代）。
标记-整理：解决碎片问题，适合老年代（如Serial Old）。
分代收集：综合不同算法，适应对象生命周期差异。