如果使用过机械硬盘，对于碎片整理应该都不陌生。机械硬盘使用一段时间后最好进行一次磁盘整理，避免磁盘中碎片过多造成存储空间的浪费。其实上述的这个过程与垃圾收集类似，都是为了能够更加高效的使用存储空间，进而对空间进行某些清扫操作

¶垃圾收集从何而来？

垃圾收集，不是 Java 语言的伴生产物，早在 1960 年，第一门开始使用内存动态分配和垃圾收集技术的 Lisp 语言诞生时就已经支持垃圾回收机制。如今，垃圾收集机制是 Java 的招牌能力，极大地提高了开发效率。即使经过如此长时间的发展，Java 的垃圾收集机制仍然在不断的演进中，不同大小的设备、不同特征的应用场景，对垃圾收集提出了新的挑战，这当然也是面试的热点

✨本文主要讲解垃圾收集的三个经典问题中的第一个问题：哪些内存需要回收

哪些内存需要回收？
什么时候回收垃圾？
如何回收垃圾？

🎶虽然经常将垃圾收集称为 GC，但是在不同的上下文中 GC 指代的含义是不同的，比如本文中的 GC 可能指代的是Garbage Collection，而如果在讨论垃圾收集算法时，GC 指代的可能时Garbage Collector,因此需要和特定的上下文进行关联，在后面的文章中不再过多解释

¶为什么需要 GC

🤔为什么需要垃圾回收，如果不进行垃圾回收会怎么样？

对于高级语言来说，一个基本认知是：如果不进行垃圾回收，内存迟早都会被消耗完，因为不断地分配内存空间而不进行回收，就好像不停地生产生活垃圾而从来不打扫一样，迟早有一天空间会被垃圾占满；就算在程序执行的过程中幸运的没有出现内存溢出的问题，也会由于对象存在于内存空间中，但不能继续被使用而造成内存泄露的问题。

📓垃圾收集除了能够堆垃圾的收集和释放之外，也可以清除内存里的记录碎片（类似磁盘碎片整理），将所占用的堆内存移到堆的一端，以便 JVM 将整理出的内存分配给新的对象

¶其他语言的垃圾收集方案

🤔 GC 拥有如此强大的功能，是否所有的语言都采用了 GC？

并不是所有的语言都采用了 GC。Lisp 并不是最初的语言，所以可以想象：早于 Lisp 的语言（C/C++）都是需要开发人员自主进行内存管理的。例如：如果使用 C/C++语言，垃圾回收基本上是手工进行的。开发人员使用new关键字进行内存申请，并使用delete关键字进行内存释放。

MibBridge *pBridge= new cmBaseGroupBridge();
//如果注册失败，使用Delete释放该对象所占内存区域
if (pBridge->Register(kDestroy) != NO ERROR）
	delete pBridge;

📓这种方式可以灵活控制内存释放的时间，但是会给开发人员带来频繁申请和释放内存的管理负担。倘若有一处内存区间由于程序员编码的问题忘记被回收，那么就会产生内存泄漏，垃圾对象永远无法被清除，随着系统运行时间的不断增长，垃圾对象所耗内存可能持续上升，直到出现内存溢出并造成应用程序崩溃

¶Java 垃圾收集分析

🆚Java 垃圾收集优劣分析

👍Java 语言也支持垃圾回收机制，能够自动进行内存管理，使得无需开发人员手动参与内存的分配与回收，降低内存泄漏和内存溢出的风险，将业务开发人员从繁重的内存管理中释放出来，更专注于业务开发

😣但是由于自动内存管理由底层 JVM 操作，如果过度依赖于自动，会弱化 Java 开发人员在程序出现内存溢出时定位问题和解决问题的能力

📓了解 JVM 的自动内存分配和内存回收原理就显得非常重要，只有在真正了解 JVM 是如何管理内存后，才能够在遇见outofMemoryError时，快速地根据错误异常日志定位问题和解决问题。

¶GC 关注的区域（哪些内存需要回收）

🤔什么是垃圾（哪些内存需要回收）？

从编码人员的角度来看，垃圾是指在运行程序中没有任何指针指向的对象

从 JVM 调优人员的角度来看，垃圾是 JVM 中的堆和方法区

📓由于程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈随线程而生，也随线程而灭；栈帧随着方法的开始而入栈，随着方法的结束而出栈。这几个区域的内存分配和回收都具有确定性，所以这几个区域不需要考虑回收的问题，因为方法结束或者线程结束时，内存自然就跟随着回收了。而对于 JVM 堆和方法区，只有在程序运行期间才能知道会创建哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的，垃圾收集器所关注的正是这部分内存

如果更进一步分析，垃圾收集器不仅可以对堆中的年轻代回收，也可以对老年代回收，甚至是全栈和方法区的回收。Java 堆是垃圾收集器的工作重点

垃圾收集小口诀：频繁收集年轻代（Young），较少收集老年代（Old），基本不动永久代（Perm/元空间）

¶附录

JVM 底层原理最全总结

oracle 官网关于垃圾回收的介绍

垃圾收集概述

目录

¶从碎片整理看垃圾收集

¶垃圾收集从何而来？

¶为什么需要 GC

¶其他语言的垃圾收集方案

¶Java 垃圾收集分析

¶GC 关注的区域（哪些内存需要回收）

¶附录

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