JVM中一次完整的垃圾回收（GC）过程。这里以HotSpot虚拟机为例，并将参考其中的一种常用的垃圾回收器：G1（Garbage-First）。 堆的划分 在HotSpot JVM中，堆（Heap）通常被划分为以下几个部
JVM中一次完整的垃圾回收（GC）过程。这里以HotSpot虚拟机为例，并将参考其中的一种常用的垃圾回收器：G1（Garbage-First）。
堆的划分
在HotSpot JVM中，堆（Heap）通常被划分为以下几个部分：
- 年轻代（Young Generation）: 这部分进一步分为Eden区和两个Survivor区（S0和S1）。
- 老年代（Old Generation）: 存放长时间存活的对象。
- 元空间（Metaspace）: 存放类的元数据。
阶段1：Minor GC
1.1 初始标记（Initial Mark）
- 停止所有的应用线程（Stop-The-World, STW）。
- 标记从GC Roots直接可达的对象。
1.2 并发标记（Concurrent Mark）
- 在应用线程运行的同时，标记通过已标记对象间接可达的对象。
1.3 最终标记（Final Mark）
- 处理在并发标记阶段发生变化（如新创建的对象）的标记。
1.4 清除与复制（Evacuation）
- 删除未标记的对象，并将存活的对象复制到Survivor区或Old区。
在HotSpot JVM中，当对象在年轻代（Young Generation）的Survivor区经过一定次数的Minor GC后仍然存活，它们会被晋升（promoted）到老年代（Old Generation）。这个晋升过程也被称为“老年代担保”（Tenuring Threshold）。这里有几个关键点需要注意：
晋升阈值（Tenuring Threshold）
JVM有一个称为“晋升阈值”（Tenuring Threshold）的设置，该设置定义了一个对象在被晋升到老年代之前必须经历多少次Minor GC。这个阈值可以通过JVM参数 -XX:MaxTenuringThreshold 和 -XX:InitialTenuringThreshold 来设置。
担保机制
当Minor GC发生时，JVM需要确保所有存活的对象都有足够的空间。如果Survivor区没有足够的空间来容纳这些对象，JVM有两种选择：
- 尝试在老年代中找到空间: 如果老年代有足够的空间来容纳这些对象，则这些对象会被直接晋升到老年代，即使它们的年龄没有达到晋升阈值。
- 触发Full GC: 如果老年代没有足够的空间来容纳这些对象，JVM可能会选择触发一次Full GC来清理整个堆（包括老年代）。
动态调整
在运行时，JVM可能会动态地调整晋升阈值。这是基于之前GC活动的统计数据来进行的，目的是优化内存使用和减少Full GC的次数。
为什么需要担保机制？
担保机制的目的是为了确保堆内存的有效利用和GC性能的优化。通过将经常存活的对象移动到老年代，Minor GC可以更高效地回收年轻代，因为老年代的GC通常较少发生。
阶段2：Full GC（Major GC）
Full GC通常会清理整个堆空间，包括年轻代和老年代。
2.1 初始标记（Initial Mark）
- STW事件。
- 标记所有从GC Roots直接可达的对象。
2.2 根区域扫描（Root Region Scanning）
- 标记所有从"根区域"（如老年代）可达的对象。
2.3 并发标记（Concurrent Mark）
- 与应用线程并行，标记所有存活的对象。
2.4 最终标记（Final Mark）
- STW事件。
- 处理在并发标记期间发生变化的标记。
2.5 筛选回收（Cleanup）
- 清除不再使用的内存区域，并为即将发生的分配做准备。
额外阶段：元空间回收（Metaspace Collection）
- 如果元空间满了，会触发Full GC来清理类的元数据。
监控和调试
- JVM提供了许多标志和工具来监控和调试GC行为，如
-XX:+PrintGCDetails和JVisualVM等。