JVM 学习 02：引用类型、GC Roots 与垃圾回收算法

内存回收题很容易被答成「新生代用复制、老年代用标记整理」。这句话有用，但不足以解决排障。更可靠的起点是：对象为什么还活着、回收时会停在哪里、分配速度与回收速度能否平衡。

如何判断对象是否可以回收

现代 JVM 使用可达性分析。它从一组 GC Roots 出发向下遍历；能到达的对象存活，不能到达的对象才有机会回收。常见 GC Roots 包括虚拟机栈中局部变量引用的对象、静态字段引用的对象、JNI 引用，以及 JVM 内部持有的活动对象。

原始笔记图示：从 GC Roots 出发的可达性分析，而非简单引用计数。

引用计数无法解决循环引用：两个对象只互相引用、却没有任何外部入口时，计数都不为零，但它们实际已经不可达。可达性分析正是为此而设计。

强引用、软引用、弱引用、虚引用

引用类型	回收时机	常见用途
强引用	仍可达就不会回收	普通对象字段、局部变量
软引用	内存紧张时可能回收	有明确淘汰策略时的缓存补充
弱引用	下一次 GC 即可回收	WeakHashMap 等弱关联
虚引用	不通过它访问对象	资源清理与回收跟踪

原始笔记图示：四种引用的可达性与回收时机。

软引用不能代替缓存设计。它的回收时机受堆压力和收集器策略影响，命中率不可控；真正的缓存仍应有容量、过期、淘汰和观测指标。弱引用的 key 也不意味着 value 自动没有成本，尤其要留意容器自身是否还通过其他路径持有 value。

垃圾回收算法有哪些

标记—清除先标记存活或待回收对象，再清除目标对象；优点是实现直接，缺点是可能产生碎片。复制算法把存活对象复制到另一块连续区域，再一次清空旧区域；它分配快、无碎片，但需要预留空间，适合多数对象朝生夕灭的年轻代。

标记—整理同样先标记，再把存活对象向一端移动并整理连续空间。它避免碎片，但移动对象的成本更高。分代收集不是第四种基础算法，而是根据对象寿命把不同算法组合使用：年轻代关注高回收率，老年代关注空间稳定与长寿命对象的整理成本。

Minor GC、Major GC、Full GC 的区别

不同资料对 Major GC 的称呼不完全一致，工程上应优先看日志而不是只记术语。通常，年轻代回收影响范围较小；Full GC 往往意味着更广的区域参与回收，停顿风险更高。出现频繁 Full GC 时，要先区分是分配速率过快、晋升失败、老年代不足、元空间压力还是显式 GC。

一次 Full GC 并不自动说明内存泄漏；多轮回收后老年代曲线仍持续抬升，且存活对象集中在同类业务对象、缓存或集合中，才更接近泄漏证据。堆 dump、GC 日志与请求/队列指标应一起看。

常见面试追问：对象什么时候进入老年代

对象可以因为达到年龄阈值、同龄对象在 Survivor 区占比过高、或 Survivor 容纳不下而提前晋升。阈值和实际行为受收集器、堆设置、对象大小与存活分布影响，不应把某个数字当成所有 JVM 的固定结论。

实践中更值得观察的是晋升速率：如果短生命周期对象大量晋升，说明年轻代容量、对象生命周期或分配模式可能不匹配；如果大对象直接进入老年代，则需要检查批量缓冲、序列化和请求体等路径。

小结

GC 不是「定时清空不用的东西」。它围绕可达性做判断，围绕对象寿命和堆布局做取舍。答题或排障时，按 GC Roots → 引用类型 → 分配/晋升 → 回收日志 → 堆证据的顺序推进，会比只背收集器名称可靠得多。