一、GC的作用與原理

?核心功能?

自動識別并回收堆內存中不再被引用的對象，釋放內存空間。
避免手動管理內存的復雜性（如C/C++中的delete/free操作），降低內存泄漏風險。
?判斷對象可回收的方法?

?可達性分析算法：從GC Roots（如虛擬機棧、靜態變量、本地方法棧等）出發，遍歷對象引用鏈，無法到達的對象標記為可回收。
替代了傳統的引用計數法（易循環引用導致內存泄漏）。

二、分代管理與GC類型

JVM將堆內存劃分為不同代區，針對不同生命周期對象采用差異化回收策略：

?新生代（Young Generation）??

?區域劃分：Eden區（新對象分配地）、Survivor區（S0/S1，存活對象過渡區）。
?Minor GC/Young GC：當Eden區滿時觸發，存活對象復制到Survivor區，多次存活后晉升老年代。
?特點：高頻、快速，采用復制算法?（減少碎片）。
?老年代（Old Generation）??

?Major GC/Old GC：CMS收集器特有，單獨回收老年代（其他收集器通常直接觸發Full GC）。
?Full GC：回收整個堆（含方法區/元空間），觸發條件包括：
老年代空間不足。
方法區（永久代）內存不足（JDK8前）。
System.gc()顯式調用（可通過參數禁用）。

三、常見垃圾收集器

JVM提供多種收集器，適應不同場景需求：

?新生代收集器?

?Serial：單線程，適合客戶端應用（低資源消耗）。
?ParNew：多線程版Serial，配合CMS使用。
?Parallel Scavenge：吞吐量優先，適合后臺計算任務。
?老年代收集器?

?CMS（Concurrent Mark Sweep）?：并發標記清除，減少停頓時間，但易碎片化。
?G1（Garbage-First）?：分區回收，兼顧吞吐與低延遲，適合大堆內存。
?全堆收集器?

?ZGC/Shenandoah：超低延遲（毫秒級停頓），適用于實時系統。

四、GC調優策略

?目標選擇?

?吞吐量優先：如Parallel Scavenge + Parallel Old，適合批處理任務。
?低延遲優先：如G1/CMS，適合Web服務。
?關鍵參數調整?

新生代與老年代比例（-XX:NewRatio）。
Survivor區比例（-XX:SurvivorRatio）。
堆大小（-Xms初始堆、-Xmx最大堆）。
?監控工具?

jstat查看GC頻率與耗時。
VisualVM分析堆內存分布。

五、GC算法對比

?標記-清除：簡單但碎片化嚴重。
?復制：高效無碎片，但內存利用率低（適合新生代）。
?標記-整理：解決碎片問題，適合老年代（如Serial Old）。
?分代收集：綜合不同算法，適應對象生命周期差異。