GC 垃圾回收算法

// 循环引用示例
class Node {
    Node next;
}
 
Node a = new Node();
Node b = new Node();
a.next = b;
b.next = a;
 
a = null;
b = null;
// 引用计数法下，a 和 b 无法被回收（互相引用）

GC Roots
    │
    ├── 对象 A (可达)
    │      └── 对象 B (可达)
    │             └── 对象 C (可达)
    │
    └── 对象 D (可达)

对象 E (不可达) ← 垃圾
     └── 对象 F (不可达) ← 垃圾

标记阶段：标记所有可达对象
    ↓
清除阶段：清除未标记对象

回收前：
[对象A][    ][对象B][    ][对象C][        ]

回收后：
[对象A][____][对象B][____][对象C][________]

问题：空闲内存不连续，大对象无法分配

将内存分为两块
    ↓
一块用完，将存活对象复制到另一块
    ↓
清空原来那块

回收前：
[Eden 区：对象A 对象B 对象C 空空空]
[S0: 空]
[S1: 空]

复制后：
[Eden 区：空空空空空空空空空空]
[S0: 空]
[S1: 对象A 对象B 对象C]

新生代优化：Eden:S0:S1 = 8:1:1
内存利用率：90%

标记阶段：标记可达对象
    ↓
整理阶段：将存活对象移动到一端
    ↓
清理边界外内存

回收前：
[对象A][    ][对象B][    ][对象C][        ]

整理后：
[对象A][对象B][对象C][___________________]

优点：连续空间，便于分配大对象

┌─────────────────────────────────────────────┐
│                 JVM 堆内存                    │
├─────────────────────────┬───────────────────┤
│      新生代 (Young)       │    老年代 (Old)    │
├──────────┬──────────────┤                   │
│   Eden   │   Survivor    │                   │
│          │   S0    S1    │                   │
│   复制算法  │   复制算法     │   标记-整理/清除   │
└──────────┴──────────────┴───────────────────┘

# 启用参数
-XX:+UseSerialGC

用户线程：  ████████████████████
GC 线程：             ████
暂停：                 ↑ STW

-XX:+UseParNewGC
-XX:ParallelGCThreads=4  # GC 线程数

-XX:+UseParallelGC         # 新生代
-XX:+UseParallelOldGC      # 老年代
-XX:MaxGCPauseMillis=200   # 最大暂停时间（毫秒）
-XX:GCTimeRatio=99         # 吞吐量目标（1/(1+99)=1%）
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy # 自适应调节

初始标记 (STW) → 并发标记 → 重新标记 (STW) → 并发清除
     快              慢           快             慢

-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75  # 老年代占用 75% 触发
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection     # Full GC 时压缩
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0       # 每次 Full GC 都压缩

┌─────────────────────────────────────────────┐
│                    G1 堆                      │
├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────────┤
│Region│Region│Region│Region│Region│   ...    │
│ Eden │ Eden │Surviv│ Old  │ Humo │          │
│  E   │  E   │  S   │  O   │  H   │          │
└──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────────┘

每个 Region: 1-32MB（2的幂）
Humongous: 大对象专用 Region

-XX:+UseG1GC
-XX:MaxGCPauseMillis=200    # 目标暂停时间
-XX:G1HeapRegionSize=4m     # Region 大小
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45  # 触发阈值

-XX:+UseZGC
-XX:ZCollectionInterval=5  # GC 间隔（秒）

# JDK8
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCDateStamps
-Xloggc:gc.log
 
# JDK9+
-Xlog:gc*:gc.log:time,level

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 65536K->8192K(76288K)] 65536K->8256K(251392K), 0.0123456 secs]

// 大多数对象在 Eden 区分配
Object obj = new Object();  // Eden 区

// 大于 PretenureSizeThreshold 的对象直接进老年代
byte[] bigData = new byte[4 * 1024 * 1024];  // 可能直接进老年代

-XX:PretenureSizeThreshold=3145728  # 3MB

对象在 Survivor 区每熬过一次 GC，年龄 +1
年龄 >= MaxTenuringThreshold，晋升老年代

-XX:MaxTenuringThreshold=15  # 默认 15

如果 Survivor 区同龄对象总和 > Survivor 区空间一半
年龄 >= 该年龄的对象直接进老年代

Minor GC 前，检查老年代最大可用连续空间
是否 > 新生代所有对象大小？

是 → 安全
否 → 是否允许担保失败？
     是 → 尝试 Minor GC
     否 → Full GC