Java GC垃圾回收机制详解

为GC Roots： 1. 虚拟机栈（栈帧中的局部变量表）中的引用。 2. 本地方法栈（JNI本地方法的引用）。 3. 方法区中的类静态属性引用。 4. 方法区中的常量引用。 5. 所有正在执行的线程。 在Java中，GC Roots是垃圾收集的起点，从这些根对象出发，通过引用关系向下搜索，所有可达的对象都被认为是活动的，不可达的对象则被认为是可回收的。这个过程称为可达性分析。 接下来我们讨论第二个问题：什么时候进行垃圾回收？ 1. 空间分配担保：在新生代进行Minor GC之前，会检查老年代是否有足够的空间容纳新生代晋升的对象。如果不够，会尝试进行一次Full GC。 2. 堆内存不足：当堆内存不足以分配新的对象时，JVM会触发垃圾回收。 3. 显式调用System.gc()：虽然不推荐，但程序可以显式请求垃圾回收。 4. CMS或G1等垃圾收集器有特定的触发条件，例如CMS的阈值设置、内存区域使用率等。 第三个问题是：如何进行垃圾回收？ 1. Serial GC：适用于小型应用，单线程进行垃圾回收，简单且高效，但在垃圾回收期间会导致应用暂停（Stop-The-World）。 2. ParNew GC：Serial GC的多线程版本，常用于新生代，与CMS配合使用。 3. Parallel GC：并行处理整个堆，包括新生代和老年代，减少了Stop-The-World时间。 4. CMS (Concurrent Mark Sweep) GC：尽可能地减少暂停时间，分为初始标记、并发标记、最终标记和并发清除四个阶段。 5. G1 (Garbage-First) GC：目标是达到可预测的停顿时间，它将堆划分为多个Region，并进行并发标记和垃圾回收。 每个垃圾收集器都有其特点和适用场景，开发者需要根据应用的需求选择合适的GC策略。 此外，Java还引入了对象存活度模型，如新生代（Young Generation）和老年代（Tenured Generation）。新生代主要存放生命周期短的对象，老年代则存放生命周期较长的对象。新生代又细分为Eden区和两个Survivor区（From Space和To Space），大部分对象在Eden区创建，经历Minor GC后，存活下来的对象会被移动到Survivor区，多次存活下来的对象会晋升到老年代。 为了优化垃圾回收，Java提供了各种参数调整选项，如-Xms、-Xmx设置堆大小，-XX:NewRatio设置新生代和老年代的比例，-XX:SurvivorRatio设置Survivor区与Eden区的比例等。这些参数可以帮助开发者调整GC行为，以适应不同的应用需求。 Java的垃圾回收机制是通过可达性分析来确定对象是否可回收，并通过多种垃圾收集器和策略来实现高效且低影响的内存管理。理解这些概念和原理对于优化Java应用性能至关重要。