Java垃圾回收
内存分配原则
对象优先在Eden区分配
- 新生代划分: 新生代通常分为Eden区和两个Survivor区。新创建的对象通常优先在Eden区分配内存。
- 快速回收: 由于大多数对象是短命的，Eden区的回收效率较高。
大对象直接进入老年代
- 避免复制开销: 大对象会导致在新生代中的复制成本过高，因此大对象通常直接在老年代分配。
- 垃圾回收器的优化: 有些垃圾回收器，如G1垃圾回收器，优化了对大对象的处理。
长期存活的对象进入老年代
- 年龄计数: 对象在新生代中经历每次Minor GC时，其年龄增加。当对象年龄达到某个阈值（默认15），就会被移动到老年代。
动态对象年龄判定
- 自适应的年龄阈值: JVM可以根据新生代Survivor区的实际使用情况，动态调整对象晋升到老年代的年龄阈值，优化内存管理。
内存回收原则
分代回收
- 新生代GC（Minor GC）: 频繁进行，回收新生代的短命对象。通常采用复制算法。
- 老年代GC（Major GC 或 Full GC）: 较少进行，回收老年代的对象。回收速度较慢，通常采用标记-整理或标记-清除算法。
空间分配担保
- 担保机制: 在进行Minor GC时，如果发现Survivor区无法容纳所有Eden区和当前Survivor区的存活对象，就需要通过空间担保将这些对象放入老年代。若老年代无法承受，就会触发一次Full GC。
垃圾回收器选择
- 不同垃圾回收器: 不同的垃圾回收器如Serial、Parallel、CMS、G1等有不同的特点，适用于不同的应用场景。选择合适的垃圾回收器可以优化内存使用和应用程序的性能。
适时的Full GC
- 触发条件: Full GC会清理整个堆，包括新生代和老年代。它通常在老年代空间不足时触发，但也可能因为系统调用或其他因素触发。
- 性能影响: Full GC通常是性能开销较大的操作，尽量减少其发生频率是优化系统性能的关键。
死亡对象判断方法
在JVM中，判断一个对象是否“死亡”（即不再被使用）是垃圾回收的关键步骤。
引用计数法
概念: 每个对象有一个引用计数器，当有一个新的引用指向该对象时，引用计数器加1；当一个引用不再指向该对象时，引用计数器减1。
判断死亡: 如果一个对象的引用计数器为零，说明该对象没有被任何引用引用，可以认为是死亡对象，能够被垃圾回收。
优点: 实现简单，垃圾回收器能够立即回收引用计数为零的对象。
缺点: 无法处理循环引用的问题。例如，两个对象相互引用，但没有其他外部引用指向它们，这种情况下引用计数不会变为零，导致内存泄漏。
可达性分析
概念: 使用一组称为“根对象”（GC Roots）的引用作为起点，从这些根对象开始遍历对象图，所有能从根对象到达的对象被认为是“存活”的，而不能到达的对象被认为是“死亡”的。
GC Roots包括:
- 虚拟机栈中的引用对象（如局部变量、方法参数等）
- 方法区中类静态属性引用的对象
- 方法区中常量引用的对象
- 本地方法栈中JNI引用的对象
判断死亡: 如果在从GC Roots出发的搜索过程中，没有到达某个对象，则该对象被视为不可达，可以 被认为是死亡对象，垃圾回收器可以回收其占用的内存。
优点: 能够准确处理对象之间复杂的引用关系，包括循环引用。
缺点: 需要遍历对象图，计算量较大，性能开销高于引用计数法。
垃圾回收算法
标记-清除算法
标记-清除（Mark-and-Sweep）算法分为“标记（Mark）”和“清除（Sweep）”阶段：首先标记出所有不需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有没有被标记的对象。
- 缺点: 会导致内存碎片化，影响后续内存分配效率。
复制算法
将堆分为两块，称为"From"和"To"空间。每次垃圾回收时，将存活的对象从"From"空间复制到"To"空间，然后清空"From"空间。
- 缺点: 需要两倍的内存空间，并且适合对象存活率低的场景，如新生代。
标记-整理算法
标记-整理（Mark-and-Compact）算法是根据老年代的特点提出的一种标记算法，标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象回收，而是让所有存活的对象向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
- 缺点: 需要移动对象，效率相对较低。
分代收集算法
根据对象的存活时间，将堆划分为不同的代（Generation），通常为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。
新生代中对象存活时间短，使用复制算法进行回收；老年代中对象存活时间长，使用标记-清除或标记-整理算法进行回收。