1. 什么是 GC？
- GC（Garbage Collection）：JVM 自动回收不再使用的对象内存，避免内存泄漏。
- 程序员不用手动释放内存，JVM 帮你“打扫垃圾”。
2. 堆内存结构（GC 主战场）
堆 = 新生代（Young Gen） + 老年代（Old Gen）
- 新生代：新创建的对象先放这里。又分为：
- Eden 区：对象出生地。
- Survivor S0 / S1：幸存者区，用于存放经过一次 GC 还活着的对象。
- 老年代：长期存活的对象最终移入这里。
💡 类比：新生代像“幼儿园”，老年代像“养老院”。
3. 常见 GC 算法
| 算法 | 特点 | 适用区域 |
|---|---|---|
| 标记-清除（Mark-Sweep） | 标记活对象，清除死对象；会产生碎片 | 老年代 |
| 复制（Copying） | 把活对象复制到另一块空间，清空原空间；无碎片但浪费内存 | 新生代 |
| 标记-整理（Mark-Compact） | 标记后把活对象“挤”到一端，再清理边界外 | 老年代 |
4. 常见 GC 收集器（JDK 8 为主）
| 收集器 | 类型 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| Serial | 单线程 | 简单高效，STW（Stop-The-World） | 单核/小内存 |
| ParNew | 多线程版 Serial | 配合 CMS 使用 | 中小型应用 |
| Parallel Scavenge + Parallel Old | 吞吐量优先 | 最大化 CPU 利用率 | 后台计算、批处理 |
| CMS（Concurrent Mark Sweep） | 低延迟 | 并发执行，减少停顿 | Web 应用（已废弃） |
| G1（Garbage First） | 分区+并发 | 可预测停顿时间，兼顾吞吐与延迟 | 大堆（>4GB）、低延迟要求 |
| ZGC / Shenandoah | 超低延迟 | 停顿 <10ms，JDK11+（实验），JDK15+（正式） | 极致响应要求 |
✅ JDK 8 推荐：G1（堆 > 4GB）或 Parallel（追求吞吐）
5. GC 触发时机
- Minor GC：Eden 区满 → 清理新生代（快，频繁）
- Major GC / Full GC：老年代满 or 元空间满 → 清理整个堆（慢，应尽量避免）
⚠️ Full GC 会导致长时间 STW，严重影响性能！
6. 关键调优目标
| 目标 | 说明 |
|---|---|
| 降低 Full GC 次数 | 通过合理分配堆大小、调整对象晋升年龄等 |
| 控制 GC 停顿时间 | 选择合适收集器（如 G1） |
| 提高吞吐量 | 减少 GC 时间占比（如用 Parallel） |
7. 常用 JVM 参数（JDK 8 示例）
# 堆大小
-Xms4g -Xmx4g # 初始 & 最大堆（建议设为相同，避免动态扩容）
# 新生代大小
-Xmn2g # 新生代大小（一般为堆的 1/3~1/2）
# 选择 GC
-XX:+UseG1GC # 使用 G1
-XX:+UseParallelGC # 使用 Parallel（默认）
# G1 调优
-XX:MaxGCPauseMillis=200 # 目标最大停顿时间（毫秒）
-XX:G1HeapRegionSize=16m # Region 大小（可选）
# 打印 GC 日志（排查必备）
-XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCTimeStamps
-Xloggc:/path/to/gc.log
8. 调优步骤（实战流程）
- 监控：用
jstat -gc <pid>或 GC 日志观察 GC 频率、停顿时间。 - 分析：
- Minor GC 频繁？→ Eden 太小 or 对象太多。
- Full GC 频繁？→ 老年代不够 or 内存泄漏。
- 调整：
- 增大堆 or 调整新生代比例。
- 切换更合适的 GC 收集器。
- 验证：压测 + 观察 GC 日志是否改善。
9. 小贴士（避坑指南）
- 不要盲目调大堆：堆越大，GC 停顿可能越长（除非用 G1/ZGC）。
- 避免内存泄漏：静态集合、未关闭资源等会导致对象无法回收。
- 生产环境务必开 GC 日志：这是诊断性能问题的“黑匣子”。
🌟 记住：GC 调优不是“一次搞定”，而是“监控 → 分析 → 调整 → 验证”的循环过程。
✅ 本笔记覆盖 GC 核心概念、算法、收集器、参数、调优方法，语言通俗，适合快速掌握和复习。