什么是垃圾收集，为什么需要它，它是如何工作的？

垃圾回收是通过销毁未使用的对象来回收全部运行时内存的过程。每个应用程序都需要内存才能运行。但是，计算机内存是有限的。因此，清除未使用的旧数据以为新数据腾出空间很重要。

垃圾回收的主要目的是通过销毁不包含引用的对象来释放堆内存。当一个对象没有被引用时，它被认为是死的并且不再需要了。这样就可以回收对象占用的内存。

本机内存– 所有可用的系统内存。

堆– 分配给堆的本机内存部分。这是 JVM 存储对象的地方。这是所有应用程序线程的公共空间。此内存区域的大小可使用 -Xms（最小大小）和 -Xmx（最大大小）选项进行配置。

栈——用来存放局部变量和方法调用栈。每个线程都有它的堆栈。

元空间– 此内存存储类元数据和静态变量。这个空间也是大家共享的。由于元空间是本机内存的一部分，它的大小取决于平台。可以使用 MaxMetaspaceSize 标志配置用于元空间的内存量的上限。

PermGen (Permanent Generation) – 在 Java 7 之前一直存在。从 Java 8 开始，它被 Metaspace 区域所取代。

CodeCache – JIT 编译器编译频繁执行的代码，将其转换为本地机器代码，并缓存它以加快执行速度。这也是本机内存的一部分。

Java 中的垃圾收集是一个自动过程。程序员不需要选择对象并删除它们。

垃圾收集使用 Mark & Sweep 算法。该算法包括三个阶段：

Java 中的垃圾收集器实现了按年龄对对象进行分类的分代垃圾收集策略。

为了优化垃圾收集，堆内存进一步分为四个区域。对象根据它们的年龄（它们在应用程序中使用了多长时间）放置在这些区域中。

当标记阶段开始时，应用程序停止运行。标记完成后，应用程序恢复其工作。任何垃圾收集都是“停止世界”。

如前所述，生成用于优化标记和扫描阶段。世代假设说：

因此，基于生成的垃圾收集算法如下所示：

新对象在 Eden 区域中创建。幸存者区域（S0、S1）目前是空的。
当 Eden 区域填满时，会发生 Minor GC。Minor GC是对年轻代进行标记和清除操作的过程。
在 Minor GC 之后，活动对象被移动到 Survivor 的某个区域（例如，S0）。死物被完全移除。
随着应用程序的运行，伊甸园空间充满了新的对象。在下一次 Minor GC 时，年轻代和 S0 区域被清除。这次幸存的对象被移动到区域 S1 并且它们的年龄增加（标记它们在垃圾收集中幸存下来）。
在下一次 Minor GC 时，重复该过程。然而，这一次，幸存者的区域被颠倒了。活体移动到 S0 并且它们的年龄增加。伊甸园和 S1 区域被清除。
Survivor 区域之间的对象被复制一定次数（直到它们在一定数量的 Minor GC 中存活）或只要有足够的空间。然后将这些对象复制到旧区域。
GC少校。使用 Major GC，对老年代执行标记和清除步骤。Major GC 比 Minor GC 慢，因为老年代主要是活动对象。

Minor GC 发生在堆的较小部分（约 2/3 的堆）。标记步骤是有效的，因为该区域很小并且主要由死对象组成。

要启用的标志

-XX:+UseG1GC

Java中的垃圾处理