垃圾回收(GC)的核心知识点总结

1.为什么要有垃圾回收?

**避免内存泄漏：**在手动内存管理的系统中，程序员需要显式地分配和释放内存。如果程序员犯了错误，忘记释放内存，就会导致内存泄漏，使程序占用的内存不断增加，最终耗尽系统资源。

**提高开发效率：**垃圾回收允许程序员专注于解决业务问题，而无需担心手动内存管理。这提高了开发效率，减少了错误的可能性。

减少程序错误：手动内存管理容易导致各种内存错误，如空指针引用、野指针等。垃圾回收可以减少这些类型的错误。

**提高程序的可维护性：**垃圾回收可以减少内存管理方面的代码，使代码更易于维护和理解。

2.垃圾回收主要回收哪个内存区域?

在JVM中内存区域划分为：程序计数器，栈(Java虚拟机栈，本地方法栈)，方法区，堆。
对于一个Java进程只有一份堆与方法区，而程序计数器与栈则每一个Java线程都有一份。
其中栈内存放的主要是局部变量，出了作用域也就销毁了，不需要GC。
堆中存放的主要是new出来的对象，也是GC的主要工作区域。

3.标记的过程

**根对象标记：**标记过程通常从根对象开始，根对象包括全局变量、活动线程的调用栈中的局部变量以及其他直接可访问的对象。这些根对象被认为是程序的起点，垃圾回收器从这些对象开始遍历。

**可达性分析：**从根对象出发，垃圾回收器通过遍历对象之间的引用链来确定可达的对象。如果某个对象可以通过一系列引用链从根对象访问到，那么它被标记为可达，表示它仍然在使用中。这个过程通常使用深度优先搜索或广度优先搜索等算法进行。

**未标记对象：**未被标记的对象被认为是不可达的，即它们不再被程序引用，因此可以被回收。这些对象的内存可以被释放以供将来的对象分配使用。

**标记清除：**一旦所有可达对象都被标记，垃圾回收器就会清除未标记的对象。这通常涉及将这些对象的内存释放回可用内存池，以供程序后续的内存分配使用。

**内存整理（可选）：**一些垃圾回收算法（如标记-整理算法）可能在标记清除后执行内存整理。这个过程可以将可用内存合并成更大的块，减少内存碎片，提高内存分配的效率。

4.回收的过程

**标记（Marking）：**在标记阶段，垃圾回收器标识出程序中不再可达的对象。这通常从根对象开始，通过遍历引用链来确定哪些对象仍然可以被访问。可达对象被标记为存活，而不可达对象被标记为待清理。

**清除（Sweeping）：**清除阶段是垃圾回收的核心步骤。在这个阶段，垃圾回收器遍历内存中的对象，将未标记的对象（即垃圾）释放或回收。这些对象的内存被标记为可重用。

**内存整理（Optional）：**某些垃圾回收算法，如标记-整理算法，可能在清除后执行内存整理。这个过程有助于减少内存碎片，使内存分配更加高效。

**压缩（Compacting）：**某些垃圾回收算法，如分代垃圾回收，可能会包括内存压缩。在这个过程中，存活的对象被移动到内存的一端，以减少碎片并提高内存分配的效率。

**回收资源：**在清除和整理之后，垃圾回收器释放了不再使用的内存资源，使它们可用于将来的内存分配。

不同的编程语言和运行时环境使用不同的垃圾回收算法，如标记-清除、标记-整理、分代垃圾回收等，以满足不同应用程序的需求。这些算法的实现细节可能有所不同，但它们的核心目标都是识别和释放不再使用的内存，以减少内存泄漏和内存溢出问题。

5.垃圾回收器有哪些典型实现?

**分代垃圾回收器（Generational Garbage Collection）：**

分代回收的工作进程:

1.堆内存为两个区:新生代和老年代

2.新生代默认占堆内存的三分之一,老年代默认占三分之二

3.新生代又分Eden区.Survior From区,Survivr To区.默认比例是8:1:1

4.工作过程

所有新创建的对象都在Eden区,当Eden区内存满后将Eden区+Survior From区存活的对象复制到Survior To区

清空Eden区和Survivor From区

同时Survivor To和Survivor From区进行交换

每次Minor GC存活对象年龄加1,当年龄到达15岁时,被移到老年代

当Eden的空间无法容纳新创建的对象时,这些对象直接被移到老年代

当老年代空间占用达到阈值时触发Major GC

以上流程循环执行