1. 分代收集算法的核心思想
分代收集算法基于一个重要的经验假设：
绝大多数对象都是"朝生夕死"的，只有少数对象会存活很久。
因此，JVM 将堆内存划分为不同的区域，并针对不同区域的对象生命周期特点，采用不同的垃圾回收策略，以提高效率、减少停顿时间。
2. 堆内存的分代结构
在 HotSpot JVM 中，堆通常分为：
- 新生代（Young Generation）
- Eden 区：新创建的对象首先分配在这里
- Survivor 区：两个 Survivor 区（S0、S1）用于在 Minor GC 时存放存活对象
- 老年代（Old Generation）
- 存放生命周期较长的对象
- 元空间（Metaspace）
- 存放类元数据（不在堆中）
3. 分代收集算法的原理
不同代使用不同的 GC 算法：
- 新生代 ：对象存活率低 → 复制算法（Copying）
- 老年代 ：对象存活率高 → 标记-整理（Mark-Compact） 或 标记-清除（Mark-Sweep）
这样做的好处：
- 新生代 GC（Minor GC）：速度快，内存碎片少
- 老年代 GC（Major GC / Full GC）：减少碎片，保证长期运行稳定
4. 分代收集算法的执行流程
4.1 新生代回收（Minor GC）
触发条件 ：Eden 区满时触发
流程：
- 标记存活对象：从 GC Roots 出发，标记 Eden 和 Survivor 中的存活对象
- 复制存活对象 ：
- 将存活对象从 Eden 和当前 Survivor 区复制到另一个 Survivor 区
- 对象的年龄（Age）+1
- 晋升到老年代 ：
- 如果对象年龄超过阈值（默认 15），或 Survivor 区放不下，则晋升到老年代
- 清空 Eden 和原 Survivor 区：释放空间
4.2 老年代回收（Major GC / Full GC）
触发条件：
- 老年代空间不足
- System.gc() 调用
- 元空间溢出等特殊情况
流程：
- 标记存活对象：从 GC Roots 出发，标记老年代的存活对象
- 整理或清除 ：
- 标记-整理：移动存活对象到一端，消除碎片
- 标记-清除：直接清除未标记对象（可能产生碎片）
- 释放空间：更新分配指针
4.3 整体分代收集流程示意
| 阶段 | 区域 | 算法 | 特点 |
|---|---|---|---|
| Minor GC | 新生代 | 复制算法 | 快速、无碎片 |
| Major GC | 老年代 | 标记-整理 / 标记-清除 | 存活率高、减少碎片 |
| Full GC | 新生代 + 老年代 + 元空间 | 综合使用 | 停顿时间长 |
5. 分代收集的优势
- 针对性强：不同代使用最适合的算法
- 性能高：新生代 GC 快速，减少整体停顿
- 碎片少：复制算法和整理算法减少内存碎片
✅ 总结： 分代收集算法的核心是：
- 新生代 → 复制算法
- 老年代 → 标记-整理 / 标记-清除
- 根据对象生命周期特点优化回收策略