JVM系列：垃圾回收器（GC）
😀 执行引擎将class文件加载至JVM内存中运行。在运行过程中，需要在内存中动态创建和销毁对象。在传统的C/C++语言中，需要手动进行对象销毁以避免内存泄漏。而在Java中，引入了GC垃圾回收机制。
GC垃圾回收是JVM的标志性功能，无论是性能优化还是面试准备，GC都是JVM的重要内容。JVM不断对GC进行设计和优化，几乎每个Java版本都会对GC进行改进。在这里以目前使用最广泛的JDK8为例，梳理GC部分的主要内容。
📝 主旨内容
在文章之前，先来熟悉以下Arthas工具，这是第三方在线监控工具，由阿里开源。
为什么不直接介绍垃圾回收器呢？
前言中说到class文件会被加载到JVM内存中执行，这个过程不是可视的，而借助这个工具，我们可以对更可观地理解JVM底层,同时这个工具也可用于对Java进程进行性能调优，后续在JV吗M调优文章中介绍Arthas工具的具体用法。
官网地址：arthas.aliyun.com/
我们使用一个例子来细说。
java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List arr = new ArrayList<>();
for(int i = 0 ; i < 1000_000 ; i ++){
arr.add(new String("GCtest GCdemo Ber 鳄鱼儿"));
Thread.sleep(100);
}
}
}注明：1000_000 效果等于 1000000。
这是Java7引入的新特性。分割数字增强可读性。具体可以在这里阅读更多设计细节，Underscores in Numeric Literals。
下载atthas后解压，在解压路径下终端运行 java -jar arthas-boot.jar 启动，并根据提示选择上述例子运行的pid序号，这里序号为 3。
通过 dashboard 指令就可以查看这个Java程序的实时运行状态。
在这些信息中，我们重点关注Memory部分，这部分记录了该Java程序的JVM内存使用情况。
表中GC栏部分则展示了垃圾回收的执行情况。从这个表入手分析一个Java程序，我们就可以更方便地了解一个Java进程是如何进行管理内存的。
在Memory这部分，我们还可以知道，Java进程会将其管理的内存分为heap(堆区)和nonheap(非堆区)。
非堆区包括code_cache(热点指令缓存)、metaspace(元空间)和compressed_class_space(压缩类空间)。这部分可以看作Java进程的地下室，属于较不活跃的部分。而heap堆区则类似于客厅，是Java中最关键的部分。堆区主要分为eden_space、survivor_space和old_gen三个部分，构成了JVM内存的主体。
如上图所示，堆区是JVM中存放对象的核心内存区域。它的大小可以通过参数-Xms（初始堆内存大小）和-Xmx（最大堆内存）指令来设置。
堆内存是可以动态扩展的，如果初始内存不足，JVM会自动扩大堆内存。然而，当内存扩展到达最大堆内存限制时仍然不足时，JVM就无法继续扩展，会导致OutOfMemory（OOM）异常。
GC垃圾回收器的作用就是及时回收这些内存空间，使得内存可以被重复利用。