Java 的 GC 机制是如何工作的？常见的垃圾回收算法有哪些？

Java 的垃圾回收机制（GC）是其内存管理的核心功能之一，负责自动回收不再使用的对象所占用的内存空间，从而避免内存泄漏和溢出等问题。

GC 的工作原理：

GC 的主要任务是识别和回收不再使用的对象。其基本工作过程包括：

1. 标记阶段：

   • 从根集合（GC Roots）开始，递归标记所有可达的对象。

2. 清除阶段：

   • 遍历整个堆，回收未标记的对象。

3. 压缩阶段（可选）：

   • 整理内存碎片，优化内存布局。

需要注意的是，标记-清除算法可能会产生内存碎片，因此在实际应用中，通常会结合其他算法来优化性能。

常见的垃圾回收算法：

1. 标记-清除算法（Mark-Sweep）：

   • 首先标记所有需要回收的对象，然后清除这些对象。
   • 优点：实现简单，适用于对象生命周期较长的场景。
   • 缺点：可能产生内存碎片，导致内存空间浪费。

2. 复制算法（Copying）：

   • 将内存划分为两块，每次只使用其中一块，当一块用满时，将存活的对象复制到另一块，然后清空当前块。
   • 优点：避免了内存碎片，回收效率高。
   • 缺点：需要额外的内存空间，可能导致内存浪费。

3. 标记-整理算法（Mark-Compact）：

   • 先标记所有需要回收的对象，然后将存活的对象移动到内存的一端，最后清理掉边界以外的内存。
   • 优点：避免了内存碎片，回收效率高。
   • 缺点：需要移动对象，可能导致性能开销。

4. 分代收集算法（Generational Collection）：

   • 根据对象的生命周期将内存划分为不同的区域（如年轻代、老年代），对不同区域采用不同的回收策略。
   • 优点：提高了回收效率，适应了不同对象的生命周期特性。
   • 缺点：实现复杂，需要管理不同代之间的对象晋升。

在 Java 中，GC 机制主要采用分代收集算法，将堆内存划分为年轻代和老年代，并对不同代采用不同的回收策略，以提高回收效率。

了解 GC 的工作原理和常见算法，有助于开发者优化 Java 应用的性能，避免内存泄漏和溢出等问题。