Java 内存分配与回收策略

Java 对象的内存分配主要发生在堆内存（新生代、老年代），少数情况可能分配在栈（栈上分配）或直接内存（堆外内存）。核心分配策略包括：

优先分配到新生代 Eden 区 绝大多数新创建的对象首先分配在新生代的 Eden 区。当 Eden 区空间不足时，触发 Minor GC，存活对象会被移至 Survivor 区（From 区）。
大对象直接进入老年代 大对象（如长字符串、大数组）会直接分配到老年代，避免在新生代频繁复制（可通过 -XX:PretenureSizeThreshold 配置阈值）。
长期存活对象进入老年代 每个对象有年龄计数器，每经历一次 Minor GC 存活则年龄 + 1，当年龄达到阈值（默认 15，-XX:MaxTenuringThreshold）时进入老年代。
动态年龄判定Survivor 区中相同年龄的对象总和超过 Survivor 空间的一半时，年龄≥该年龄的对象直接进入老年代（无需等到阈值）。
空间分配担保Minor GC 前，JVM 检查老年代最大可用连续空间是否大于新生代所有对象总大小：
- 若成立，Minor GC 安全；
- 若不成立但开启 -XX:-HandlePromotionFailure，检查老年代可用空间是否大于历次晋升老年代的平均大小，若成立则尝试 Minor GC（有风险），否则触发 Full GC。
栈上分配（逃逸分析） 通过逃逸分析，若对象未逃逸出方法，则直接分配在栈上，无需进入堆，减少 GC 压力（需开启 -XX:+DoEscapeAnalysis）。
标量替换 对未逃逸的对象，将其拆解为基本类型变量分配在栈上（需开启 -XX:+EliminateAllocations）。

GC 的核心是回收堆中不再被引用的对象，根据回收区域分为：

触发条件：Eden 区空间不足时触发。
回收区域：新生代（Eden + Survivor）。
回收算法：复制算法（效率高，新生代对象存活率低）。
过程：将 Eden 和 From Survivor 存活对象复制到 To Survivor，清空 Eden 和 From Survivor，然后交换 From/To Survivor 角色。
特点：频率高、速度快，暂停时间短。

Major GC ：仅回收老年代的 GC（多与 Minor GC 并发发生）；Full GC：回收新生代 + 老年代 + 元空间的 GC（Stop-The-World 时间长）。
触发条件：
- 老年代空间不足（如大对象分配失败、Minor GC 后晋升老年代的对象超过老年代剩余空间）；
- 元空间（Metaspace）不足（永久代时代为永久代满）；
- 调用 System.gc()（建议性，JVM 可能忽略）；
- CMS GC 时出现 "Concurrent Mode Failure"（并发回收时老年代空间不足）；
- 空间分配担保失败。
回收算法：老年代多采用标记 - 清除 / 标记 - 整理算法（对象存活率高，复制算法效率低）。
特点：频率低、速度慢，暂停时间长（CMS 等并发 GC 可减少暂停）。

Serial GC：新生代 Serial（复制）+ 老年代 Serial Old（标记 - 整理），单线程，适合单核心场景。
ParNew GC：新生代并行版（多线程复制）+ 老年代 Serial Old，配合 CMS 使用。
Parallel Scavenge：新生代并行复制，关注吞吐量（吞吐量 = 用户时间 /(用户时间 + GC 时间)），老年代 Parallel Old（标记 - 整理）。
CMS（Concurrent Mark Sweep）：老年代并发标记 - 清除，低延迟，分初始标记、并发标记、重新标记、并发清除阶段（会产生内存碎片）。
G1（Garbage-First）：分区堆内存，混合回收新生代和老年代，兼顾吞吐量和延迟，优先回收垃圾多的区域。

合理配置新生代 / 老年代比例（如 -XX:NewRatio）、GC 算法和阈值，可有效减少 Full GC 频率，提升性能。