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Java内存模型与GC机制深度剖析
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正文：
1. Java 内存模型（JMM）的核心结构
Java 内存模型定义了 JVM 如何管理内存，主要分为以下几个区域：
- 堆（Heap）：存储对象实例，是 GC 的主要工作区域。
- 方法区（Method Area）：存放类信息、常量、静态变量等。
- 虚拟机栈（VM Stack）：存储方法调用的局部变量和操作数栈。
- 本地方法栈（Native Stack）：为 Native 方法服务。
- 程序计数器（PC Register）：记录当前线程执行的字节码指令地址。
其中，堆内存是 GC 的核心战场，分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。新生代又分为 Eden 区、Survivor0 和 Survivor1 区，采用“复制算法”高效清理短生命周期对象。
2. 对象分配与 GC 触发条件
对象优先在 Eden 区分配，当 Eden 区满时触发 Minor GC。存活对象会被移到 Survivor 区，经历多次 GC 后晋升到老年代。老年代空间不足时触发 Full GC，通常伴随“Stop-The-World”暂停。
示例代码演示对象分配：
public class GCTest {
public static void main(String[] args) {
byte[] data = new byte[10 * 1024 * 1024]; // 分配10MB对象
}
}3. GC 算法与实现
JVM 的垃圾回收器基于不同算法设计：
- 标记-清除（Mark-Sweep）：简单但会产生内存碎片。
- 标记-整理（Mark-Compact）：解决碎片问题，但耗时更长。
- 复制算法（Copying）：高效但浪费一半内存空间。
现代 JVM 如 HotSpot 提供多种回收器：
- Serial GC：单线程，适合客户端应用。
- Parallel GC：多线程并行回收，吞吐量优先。
- CMS（Concurrent Mark-Sweep）：低延迟，但存在并发模式失败风险。
- G1（Garbage-First）：分区回收，平衡吞吐与延迟。
4. 内存泄漏与优化实践
常见内存泄漏场景：
- 静态集合持有对象引用。
- 未关闭的 IO 流或数据库连接。
- 监听器未注销。
优化建议：
- 使用 -Xms 和 -Xmx 合理设置堆大小。
- 避免频繁创建大对象，优先复用。
- 通过 jstat 或 VisualVM 监控 GC 日志。
