JVM 中Minor GC、Major GC、Full GC 的区别？

Minor GC、Major GC 和 Full GC 是 Java 虚拟机 (JVM) 垃圾回收 (Garbage Collection) 中的不同类型的 GC 事件，它们在范围、触发条件、停顿时间等方面有所不同。

1. Minor GC (Young GC):

• 范围： 只针对新生代 (Young Generation) 进行垃圾回收。
• 触发条件：
  • Eden 区空间不足。
  • 新创建的对象无法在 Eden 区分配内存。
• 算法： 通常采用复制算法 (Copying)。
  • 将 Eden 区和 From Survivor 区中存活的对象复制到 To Survivor 区。
  • 清理 Eden 区和 From Survivor 区。
  • 交换 From Survivor 区和 To Survivor 区的角色。
• 特点：
  • 频率高： 由于大多数对象都是“朝生夕死”的，Minor GC 通常非常频繁。
  • 停顿时间短： 由于新生代空间相对较小，且复制算法效率较高，Minor GC 的停顿时间通常较短。
  • Stop-The-World (STW): Minor GC 也会导致 Stop-The-World，即暂停所有应用线程。
• 对象晋升：
  • 在 Minor GC 过程中，存活下来的对象会被复制到 Survivor 区。
  • 对象的年龄会增加（经历一次 Minor GC，年龄加 1）。
  • 当对象的年龄达到一定阈值（-XX:MaxTenuringThreshold，默认 15，CMS 默认 6）时，会被晋升到老年代。
  • 如果 Survivor 区空间不足，对象也会直接晋升到老年代。
  • 大对象（超过一定大小的对象）可能会直接分配到老年代。

2. Major GC (Old GC):

• 范围： 只针对老年代 (Old Generation) 进行垃圾回收。

• 触发条件：

  • 老年代空间不足。
  • System.gc() 调用 (通常不建议使用，除非特殊情况)。
  • CMS 收集器在并发标记阶段, 如果老年代空间不足, 可能会触发 Concurrent Mode Failure, 导致退化为 Serial Old 进行垃圾回收.
  • G1 收集器在并发标记阶段, 如果老年代空间不足, 可能会触发 Full GC.

• 算法：

  • 标记-清除算法 (Mark-Sweep): CMS 收集器使用。
  • 标记-整理算法 (Mark-Compact): Serial Old、Parallel Old 收集器使用。
  • G1 收集器： 混合使用复制算法和标记-整理算法。
  • ZGC/Shenandoah: 并发标记-复制算法.

• 特点：

  • 频率较低： Major GC 的频率通常比 Minor GC 低得多。
  • 停顿时间较长： 由于老年代空间通常较大，Major GC 的停顿时间通常比 Minor GC 长。
  • Stop-The-World (STW): 传统的 Major GC（例如 Serial Old、Parallel Old）会导致 Stop-The-World。CMS 和 G1 等并发收集器可以减少停顿时间。

3. Full GC:

• 范围： 对整个堆 (包括新生代、老年代和方法区/元空间) 进行垃圾回收。
• 触发条件：
  • 老年代空间不足。
  • 方法区/元空间不足 (JDK 1.7 及之前的永久代 PermGen 空间不足，或 JDK 1.8 及之后的元空间 Metaspace 空间不足)。
  • System.gc() 调用 (通常不建议使用)。
  • Minor GC 后，老年代的可用空间仍然不足以存放晋升的对象。
  • CMS 收集器发生 Concurrent Mode Failure。
  • G1 收集器在并发标记阶段, 如果老年代空间不足, 可能会触发 Full GC.
  • 从 JDK 10 开始，G1 收集器的 Full GC 改为单线程执行, 性能较差, 应尽量避免 G1 的 Full GC.
• 算法：
  • 取决于使用的垃圾收集器。
  • Serial 收集器：Serial (Young) + Serial Old
  • Parallel Scavenge 收集器：Parallel Scavenge (Young) + Parallel Old
  • CMS 收集器：ParNew (Young) + Serial Old (作为 CMS 失败的备用)
  • G1 收集器：单线程标记-整理 (JDK 10 之前是 Full GC, JDK 10 之后是混合 GC，但 Full GC 仍然可能发生)
• 特点：
  • 停顿时间最长： Full GC 的停顿时间通常是最长的，因为它需要对整个堆进行垃圾回收。
  • 对应用程序影响最大： Full GC 会导致应用程序长时间暂停，严重影响响应时间和吞吐量。
  • 应尽量避免： Full GC 是 JVM 调优中需要重点关注和避免的问题。

区别总结：

GC 类型	范围	触发条件	算法	停顿时间	频率
Minor GC	新生代	Eden 区空间不足	复制算法	较短	频繁
Major GC	老年代	老年代空间不足, System.gc(), CMS/G1 特定条件	标记-清除、标记-整理、混合 (取决于收集器)	较长	较低
Full GC	整个堆 (包括方法区)	老年代空间不足、方法区/元空间不足、System.gc()、Minor GC 后老年代仍不足等	取决于收集器 (Serial、Parallel Scavenge、CMS 通常是 Serial Old, G1 可能是单线程标记整理)	最长	应避免

优化目标：

• 减少 Full GC 的次数和停顿时间： Full GC 对应用程序的影响最大，应尽量避免。
• 控制 Minor GC 的频率和停顿时间： Minor GC 虽然停顿时间较短，但如果过于频繁，也会影响应用程序的性能。
• 选择合适的垃圾收集器： 根据应用程序的特点（延迟敏感型还是吞吐量优先型）和硬件环境选择合适的垃圾收集器。
• 调整 JVM 参数： 根据应用程序的内存使用情况和性能目标，调整 JVM 参数，例如堆大小、新生代大小、垃圾回收器参数等。

注意：

• Major GC 和 Full GC 的概念有时会混淆，不同的资料可能有不同的说法。
• 一些垃圾收集器（例如 G1）不再严格区分 Minor GC 和 Major GC，而是采用混合 GC (Mixed GC) 的方式。
• ZGC 和 Shenandoah 等新型垃圾收集器的目标是实现并发垃圾回收，将 GC 停顿时间降低到非常低的水平。