小时候看《西游记》，最佩服的不是孙悟空，而是太上老君。为啥？他能炼丹！一炉子东西，能把杂质统统烧掉，留下最精华的"仙丹"。
其实 Java 的垃圾回收机制，就有点像太上老君的"炼丹炉"------在内存这座"丹炉"里，把没用的对象统统清理掉，只留下我们真正需要的"对象仙丹"。
面试故事开场：HR的一句话，把我问住了！
某天，是我在南京面试某十八线大厂 Java 高级工程师岗位的第五轮。前四轮都挺顺，技术栈、项目经历、架构设计、数据库优化，我答得游刃有余。
直到第五轮，面试官推了下眼镜，淡淡问了句：
"能不能聊聊 Java 的垃圾回收机制？重点说说有哪些垃圾收集器、什么时候触发 Full GC、你在项目中遇到过哪些 GC 问题？"
那一刻，我脑袋一热："完了，这题目，我背是背过，但从没系统整理过！"
冷静下来，我决定用讲故事的方式，把我对 GC 的理解娓娓道来。
为什么要有垃圾回收机制？
Java 的设计初衷之一，就是让开发者不用手动管理内存。
不像 C/C++ 要 malloc() 和 free()，Java 世界里，对象的生命管理由 JVM 全权负责，这就是"垃圾回收"（Garbage Collection，简称 GC）。
但要自动化，就要代价。GC 虽好，也会"卡顿"甚至"误杀"。所以我们得深刻理解它，才能用好它。
GC 的基本原理：谁才是"垃圾"？
垃圾回收的第一步，就是判断"哪些对象是垃圾"。
那怎么判断呢？JVM 提供了两种常见方法：
1. 引用计数法（已被淘汰）
每个对象有个引用计数器，谁引用它，计数 +1，谁不引用了，计数 -1，计数为 0 就回收。
问题是：循环引用无法解决！
举个例子：
A → B → A
A 和 B 相互引用，但实际没人再用它们了，计数却不是 0，GC 就永远不会清理它们。
所以这个方法早被淘汰。
2. 可达性分析（当前主流）
JVM 会从"GC Roots"出发，向下搜索所有能关联到的对象。
- 如果某个对象从 GC Roots 没有任何引用链能连上，就判定为"死对象"，可以被回收。
GC Roots 包括什么？
- 虚拟机栈中引用的对象（如方法局部变量）
- 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
- 本地方法栈中的 JNI 引用（Native 方法）
Java 内存区域与 GC 关系
想搞懂 GC，就得先知道 GC 管的是哪部分内存。
JVM 把内存划成几块，但GC 只负责堆（Heap）和方法区（Metaspace） 。
堆又分成：
1、年轻代（Young Generation）
- Eden 区
- Survivor 区（From 和 To）
2、老年代（Old Generation）
垃圾回收又分为两种：
垃圾收集器全家桶，你了解几个？
每个 JVM 垃圾收集器都有"性格"，面试时说出他们的特点，立马高级感拉满！
1. Serial 收集器（单线程）
- 老古董，但稳定
- 适用于客户端小程序
2. ParNew 收集器
- Serial 的多线程版
- 常配合 CMS 用于新生代
3. CMS 收集器（Concurrent Mark Sweep）
- 以"并发+低停顿"著称
- 四个阶段：初始标记 → 并发标记 → 重新标记 → 并发清除
- 会导致内存碎片
4. G1 收集器（Garbage First）
- JDK9 默认收集器
- 把堆分成多个小块，局部收集，降低停顿
- 老年代也能并发回收！
5. ZGC 和 Shenandoah（超低停顿）
- 毫秒级停顿，适用于延迟敏感系统
- 支持TB级堆，未来趋势
GC 的生命周期：一次垃圾回收是怎么发生的？
我们模拟一下一个对象从出生到"被回收"的过程：
- 创建新对象，分配在 Eden 区。
- 当 Eden 区满了，触发 Minor GC。
-
- 幸存对象移入 Survivor 区。
- 若对象经过多次 Minor GC 仍存活，晋升至老年代。
- 老年代满了，触发 Full GC。
-
- 回收整个堆，包括老年代和方法区。
- 对象彻底 unreachable，被清理，空间被释放。
GC 问题排查经验：我踩过的坑！
之前在项目中遇到一次 频繁 Full GC 卡顿问题，用户页面卡得都以为系统崩了。
我用 jstat, jmap, jconsole 分析后，发现：
- 新生代太小，频繁 Minor GC
- 老年代回收不及时，触发 Full GC
- 使用的是 CMS 收集器，出现了"Concurrent Mode Failure"
解决方案：
- 调大年轻代大小，降低 GC 频率
- 切换 G1 收集器，降低 Full GC 停顿
- 加入 GC 日志监控，提前预警
总结一下：面试中怎么答才加分？
如果你在面试中被问到"Java 垃圾回收机制"，可以按这个顺序答：
- 先总览 GC 的目的：自动化内存管理，提升开发效率
- 再谈识别垃圾的方法：引用计数法 & 可达性分析
- 说说内存结构：新生代 & 老年代，Minor GC & Full GC
- 补充垃圾收集器特点：Serial、CMS、G1、ZGC 等
- 最后加项目实战经历：GC 问题 + 排查 + 解决
END
你可能不常手动写 GC，但 GC 每天都在你程序背后默默工作。
你不理解它，它可能就让你程序"卡死"或"崩溃"。
但只要你愿意花 15 分钟，像小米我一样，画图、模拟、讲故事，GC 也能变得很温柔、很可控。
我是小米，一个喜欢分享技术的31岁程序员。如果你喜欢我的文章，欢迎关注我的微信公众号"软件求生"，获取更多技术干货！