7-1JVMCG垃圾回收

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。

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