1 運行時數據區

????????JVM運行時數據區是Java虛擬機管理的內存核心模塊，主要分為線程共享和線程私有兩部分。

? ? ? ? （1）線程私有

????????????????????????① 程序計數器：存儲當前線程執行字節碼指令的地址，用于分支、循環、異常處理等流程控制?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??② 虛擬機棧：存儲方法調用的棧幀，包含局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法返回地址等?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ③ 本地方法棧：服務于Native方法（如C/C++實現的方法）的執行，結構與虛擬機棧類似?

? ? ? ? （2）線程共享

????????????????????????① 堆：存儲對象實例和數組，是垃圾回收（GC）的主要區域?

????????????????????????② 方法區：存儲類元信息（如類名、字段、方法）、運行時常量池、靜態變量、即時編譯后的代碼等?（JDK 8及之后：元空間（MetaSpace），使用本地內存）

2 三大GC算法

? ? ? ? 2.1 標記-復制算法（年輕代）

? ? ? ? ? ? ? ? 原理：將內存分為兩塊（如Eden區和Survivor區），每次僅使用一塊；存活對象復制到未使用的內存塊，原內存塊整體回收?

? ? ? ? ? ? ? ? 優點：無內存碎片，對象分配效率高?

? ? ? ? ? ? ? ? 缺點：需要一塊內存；復制對象過程比較耗時

? ? ? ? 2.2 標記-清除算法

? ? ? ? ? ? ? ? 原理：從GC Roots出發，標記所有可達對象（標記）；回收未被標記的對象即垃圾（清除）?

? ? ? ? ? ? ? ? 優點：實現簡單，無需移動對象

? ? ? ? ? ? ? ? 缺點：有內存碎片問題，可能導致后續大對象分配失敗?

? ? ? ? 2.3 標記-整理算法

? ? ? ? ? ? ? ? 原理：從GC Roots出發，標記所有可達對象（標記）；將存活對象向內存一端移動，清理邊界外的空間?（整理）

? ? ? ? ? ? ? ? 優點：避免內存碎片，支持連續內存分配?

? ? ? ? ? ? ? ? 缺點：整理過程需STW；復制對象過程比較耗時

? ? ? ? 無論什么GC回收算法，第一階段都是標記，根據根可達性分析，從GC Roots出發開始遍歷訪問，找出有效對象。

? ? ? ? 2.4 標記算法—三色標記法

? ? ? ? ? ? ? ? 三色

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ① 白色：尚未遍歷過

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ② 黑色：本對象已經遍歷過，而且本對象引用的其他對象也全部遍歷過

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ③?灰色：本對象已經遍歷過，而且本對象引用的其他對象尚未全部遍歷完

? ? ? ? ? ? ? ? 基本流程

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ① 初始階段：所有對象都在【白色集合】中

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ② 將GC Roots直接引用的對象挪到【灰色集合】中，并將其從【白色集合】中去掉

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ③ 從【灰色集合】中獲取對象，將本對象引用的其他對象全部挪到【灰色集合】中，并從【白色集合】中去掉，將本對象挪到黑色集合中

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ④ 重復 步驟③ 操作，直至【灰色集合】為空時結束

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ⑤ 結束后，仍在【白色集合】中的對象就是垃圾，可以回收

說明：圖片引用自?https://zhuanlan.zhihu.com/p/664929804?utm_id=0

3 常見垃圾收集器

? ? ? ? 3.1 新生代（標記-復制算法）

? ? ? ? ? ? ? ? Serial New：單線程收集器

? ? ? ? ? ? ? ? ParNew：并行收集器（Serial多線程版本）

? ? ? ? ? ? ? ? Parallel Scavenge：并行回收，追求高吞吐量，高效利用CPU

? ? ? ? 3.2 老年代

????????????????Serial Old：單線程收集器（標記-整理算法）

????????????????Parallel Old：并行收集器（標記-整理算法）

? ? ? ? ? ? ? ? CMS：以?低停頓?為目標，分階段并發執行<初始標記、并發標記、重新標記、并發清除>（標記-整理算法）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）步驟：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ①?初始標記：SWT，僅標記GC Roots能直接關聯的對象，速度比較快

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ②?并發標記：可以和用戶線程并發執行，通過GC Roots可達性算法標記所有可達對象

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ③?重新標記：STW，對并發標記階段產生的垃圾對象進行標記修正，以及更新逃逸對象

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ④?并發清除：可以和用戶線程并發執行，清除可回收對象

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）優點：支持并發收集，低停頓，能保證短時間內執行完成，達到近似并發目的

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）缺點：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ① 無法清理浮動對象

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ② 使用標記-清除算法，會產生大量內存碎片

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ③ 必須要在老年代用盡之前完成垃圾回收，否則會觸發擔保機制，退化成Serial Old收集器來進行垃圾回收，效率低下

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）使用場景：老年代垃圾回收，需低停頓的交互式應用；堆內存不宜過大（避免并發標記耗時過長）?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （5）配置參數

????????????????????????????????-XX:+UseConcMarkSweepGC：啟用CMS收集器?

????????????????????????????????-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction：設置觸發CMS回收的老年代使用率閾值（默認92%）?

????????????????????????????????-XX:+CMSParallelRemarkEnabled：啟用并行重新標記（減少重新標記時間）?

? ? ? ? 3.3 不分代

? ? ? ? ? ? ? ? G1：將堆劃分為多個大小相等的Region，采用?標記-整理算法?（全局）和?標記-復制算法?（局部）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）原理：分治法，將堆分成若干個等大的區域Region（默認2048個，每個1-32MB）

????????????????????????（2）優點： ?低停頓；基于標記-整理算法無內存碎片；大堆友好?，支持TB級堆內存

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）缺點：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ①?內存占用?：維護RSet（記憶集）和CSet（回收集）需額外內存?

????????????????????????????????② CPU消耗?：并發標記和RSet更新增加CPU開銷?

????????????????????????????????③ 復雜調優?：需平衡停頓時間、吞吐量和Region大小等參數?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）使用場景：大內存服務端應用；低延遲需求?；JDK 9+默認收集器?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （5）配置參數

????????????????????????????????-XX:+UseG1GC：啟用G1收集器?

????????????????????????????????-XX:MaxGCPauseMillis：設置最大GC停頓時間目標（默認200ms）?

????????????????????????????????-XX:G1HeapRegionSize：指定Region大小（需為2的冪）?

????????????????????????????????-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent：設置混合GC中Region存活對象占比閾值（默認85%，高于此值不回收）?

????????????????ZGC：基于?并發標記-整理算法?，使用染色指針和讀屏障技術，實現亞毫秒級停頓（支持TB級堆內存管理）

4 JDK各版本默認使用垃圾收集器

?????????≤1.5??? ?Serial + Serial Old

????????1.8??? ?Parallel Scavenge+ Parallel Old

????????9~21??? ?G1

????????11/17/21??? ?新增ZGC/Shenandoah/Epsilon

通過命令行查看當前JDK默認垃圾收集器
java -XX:+PrintCommandLineFlags -version