Java GC机制详解：分代策略与复制算法

Java垃圾回收（Garbage Collection, GC）是Java虚拟机（JVM）的一项核心功能，负责自动管理和释放不再使用的内存，以确保程序的内存效率和稳定性。Java的内存区域划分为几个主要部分：新生代（Young Generation）、老年代（Old Generation）和永久代（Permanent Generation，现已被元空间（Metaspace）替代）。 1. **分代收集算法**: - 新生代（Young Generation）是GC最频繁发生的地方，主要包括Eden区和两个Survivor区。Eden区是新创建对象的默认区域，Survivor区用于临时存放Eden区存活的对象，当Survivor区放不下时，对象会被晋升到Old Generation。 - 老年代（Old Generation）较少进行GC，主要用于长期存活的对象，这些对象在经历多次Minor GC后仍存活，就会晋升至此。 - 永久代（元空间）在现代JDK中已不直接参与GC，元空间存储类的静态字段和方法，它的大小通常固定，不会自动扩展。 2. **GC类型**: - **普通GC（Minor GC）**：专指针对新生代的回收，采用复制算法，如Copy-on-Write（写时复制）。它将Eden区和一个Survivor区中的存活对象复制到另一个Survivor区，然后清理原区域。 - **全局GC（Major GC或Full GC）**：较少发生，涉及老年代和可能的新生代，是更深层次的内存清理，当老年代空间不足或者对象生命周期较长，触发Minor GC不足以解决内存压力时，会进行Full GC。 3. **引用计数法**: - 这种算法不是Java GC的主要策略，但作为一种理论上的概念，它通过跟踪每个对象的引用计数来确定是否可被回收，但在实际应用中存在许多问题，例如循环引用导致的引用计数无法正确计算。 4. **复制算法（Copying）**: - 在HotSpot JVM中，年轻代采用复制算法，通过两个Survivor区实现。对象在Eden区出生后经历一次Minor GC，如果存活，则复制到另一个Survivor区。对象年龄（默认15次 Minor GC）达到阈值（可通过-XX:MaxTenuringThreshold设置）后，会被移入老年代。 Java的垃圾回收机制是一种动态内存管理策略，通过区分不同生命周期的内存区域，结合适当的算法（如复制、标记清除等），有效地回收无用内存，保持系统的稳定性和性能。理解这些原理对于Java开发者优化代码、避免内存泄露和理解JVM调优至关重要。