一、判斷垃圾的算法
判斷對象是否為垃圾的核心是確定對象是否不再被使用。Java主要采用以下兩種算法：
1.?引用計數法（Reference Counting）
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原理：每個對象維護一個引用計數器，記錄被引用的次數。當引用被添加時計數器加1，引用失效時減1。當計數器為0時，對象被視為垃圾。
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缺點：
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無法解決循環引用問題（例如：對象A和B互相引用，但無外部引用）。
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Java未采用此算法，因為循環引用會導致內存泄漏。
2.?可達性分析算法（Reachability Analysis）
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原理：從GC Roots（一組根對象）出發，遍歷所有可達對象。未被遍歷到的對象視為不可達，標記為垃圾。
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GC Roots包括：
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虛擬機棧（棧幀中的局部變量）中引用的對象。
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方法區中靜態變量（
static）引用的對象。 -
本地方法棧（JNI）中引用的對象（Native方法）。
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Java虛擬機內部對象（如基本類型的Class對象）。
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優點：解決了循環引用問題。
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注意：即使對象不可達，也可能在
finalize()方法中“復活”，但此方法不推薦使用。
3.?引用類型的影響
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強引用（Strong Reference）：普通引用（如
Object obj = new Object()），只要存在，對象不會被回收。 -
軟引用（Soft Reference）：內存不足時被回收，適合緩存。
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弱引用（Weak Reference）：下一次GC時被回收，適合臨時緩存。
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虛引用（Phantom Reference）：無法通過虛引用獲取對象，僅用于跟蹤回收狀態。
二、垃圾回收算法
Java通過不同算法實現垃圾回收，核心算法如下：
1.?標記-清除（Mark-Sweep）
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步驟：
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標記：遍歷所有對象，標記存活對象。
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清除：回收未標記的對象。
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缺點：
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內存碎片化，影響大對象分配。
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效率不穩定（對象越多，標記和清除越耗時）。
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2.?復制算法（Copying）
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步驟：將內存分為兩塊（如
Eden和Survivor區），每次使用一塊。存活對象復制到另一塊，清空原塊。 -
優點：無內存碎片，適合存活率低的新生代。
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缺點：內存利用率僅50%（需預留空間）。
3.?標記-整理（Mark-Compact）
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步驟：
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標記：同標記-清除。
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整理：將存活對象向內存一端移動，清除邊界外的空間。
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優點：避免碎片化，適合老年代。
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缺點：移動對象成本較高。
4.?分代收集算法（Generational Collection）
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核心思想：根據對象存活周期將堆劃分為新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。
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新生代（存活率低）：使用復制算法（如
Eden和Survivor區）。 -
老年代（存活率高）：使用標記-清除或標記-整理算法。
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觸發條件：
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Minor GC：清理新生代。
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Major GC/Full GC：清理老年代，通常伴隨STW（Stop-The-World）暫停。
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三、垃圾收集器
不同垃圾收集器實現了上述算法，常見的有：
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Serial：單線程，適合客戶端應用。
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Parallel：多線程，注重吞吐量。
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CMS（Concurrent Mark-Sweep）：并發標記清除，減少停頓時間。
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G1（Garbage-First）：分區域收集，兼顧吞吐量和低延遲。
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ZGC/Shenandoah：超低延遲（暫停時間<10ms），適用于大內存場景。
總結
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判斷垃圾：Java通過可達性分析（GC Roots）識別不可達對象。
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回收算法：根據對象生命周期使用分代收集，結合標記-清除、復制和標記-整理算法。
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優化方向：權衡內存碎片、吞吐量和延遲，選擇適合的垃圾收集器（如G1/ZGC）。
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