Android 垃圾回收（GC）

垃圾回收机制（GC）：

自动内存管理的过程。它的主要目的是识别和释放那些不再被任何部分的程序代码使用的内存。

垃圾回收的对象：

堆内存

：堆内存是GC的主要关注区域，因为它是存储对象实例和数组的地方。

方法区/元空间：用于存储类信息、静态变量、常量以及即时编译器优化后的代码。虽然这部分区域的回收不像堆内存那样频繁，但是也涉及垃圾回收。

垃圾回收的原理：

找出并释放内存中不再需要的对象，避免内存泄漏

先了解一下GC Roots

GC Roots是一组必须活跃的对象引用集合，垃圾收集器用这些引用作为起点进行可达性分析。可达性分析的目的是确定哪些对象是活动的，哪些是不活动的，从而决定哪些对象的内存可以被安全释放。

GC Roots主要包括以下几种类型的对象引用：

本地变量和输入参数：活跃线程的栈帧（Stack Frames）中的局部变量和输入参数。

活着的线程：JVM中的活跃线程本身也是GC Roots。

静态变量：类的静态字段引用的对象，因为静态字段属于类，而类是由类加载器加载的，因此这些对象引用被认为是存活的。

JNI引用：JNI（Java Native Interface）是一个接口，它允许Java代码与本地应用程序和库互动。在JNI中引用的对象也是GC Roots。

已加载的类：由类加载器持有的类信息，这些类加载器本身也是GC Roots。

系统类：JVM内部的类，如一些缓存的引用。

垃圾回收的原理第一个就是可达性分析，就是分析对象是否可以从GC Roots中分析哪些对象是活跃的，就是从上面的这些里可以通过引用来访问到这个对象，证明这个对象是活跃的，相反如果从上面这些类型对象中都无法访问到该对象，则证明这个对象已经不活跃了，所以垃圾回收机就会把对象分为活跃和不活跃的对象分别标记然后将不活跃的对象清除

这是最基本的GC算法（标记-清除算法 (Mark and Sweep)），包含两个阶段：

标记阶段：

GC遍历所有可达对象，并在内部数据结构中标记它们。

清除阶段：遍历堆内存，回收所有没有标记的对象所占用的空间。

还有一个算法（标记-整理算法 (Mark-Compact) ）也叫压缩

就是标记清除之后，堆内存的内存空间散布在整个堆中，就会导致可用的大空间变小，都是小空间（这也被叫做内存碎片化），所以就要开始整理 把活跃的对象归在一起，这样就把小空间都整理起来了，后续有用到大空间也就有位置了

这个算法在标记-清除的基础上增加了整理过程：

标记阶段：与标记-清除算法相同。

整理阶段：将所有存活的对象移向堆的一端，从而清理出连续的空闲内存，避免了内存碎片化的问题。

分代收集理论 (Generational Collection)

JVM的堆内存被分为几个区域（代），主要有：

年轻代 (Young Generation)：

新创建的对象首先在这里分配空间。大部分对象在这里很快就变得不可达，并被回收。

年轻代里有Eden区和两个Survivor空间：Survivor From空间和Survivor To空间

新对象在Eden区中创建，当Eden区的内存满了之后就会触发Minor GC（年轻代的垃圾回收），把对象进行标记，标记Eden区和Survivor From空间中的活跃对象，然后把这些标记的对象复制到Survivor To空间中，然后直接清空eden区和survivor from空间的对象，然后survivor to空间中，一些回收次数到达了的对象或者survivor空间不足以容纳的对象就会到老年代里去，剩下的对象就会被挪到到survivor from中等待下一次的Minor GC（在Minor GC中活下来的对象会被标记回收次数）

再次概括：新创建的对象首先在Eden区分配。当Eden区满时，会触发Minor GC，存活的对象被复制到Survivor To空间，同时增加其年龄计数。如果对象年龄超过设定的阈值或者Survivor空间不足够，它会被移动到老年代。清空Eden区和Survivor From空间之后，Survivor空间的角色互换，系统继续在Eden区分配新对象，等待下一次的Minor GC。

老年代 (Old Generation)：

如果对象在年轻代中存活足够长的时间（经过多次GC后），它们就会被移动到老年代。老年代的对象预期会存活更长时间。

永久代/元空间 (PermGen/Metaspace)：

用于存储类的元数据和静态变量。Java 8之后使用元空间代替了永久代，不同的是元空间使用的是本地内存。

内存分配和回收策略：

对象优先在年轻代分配：新对象通常在年轻代的Eden区分配，当Eden区满了时，会触发一次Minor GC（也称为Young GC）。

大对象直接进入老年代：JVM有参数可以设定大对象的阈值，超过该大小的对象可以直接在老年代分配，以避免在年轻代中频繁复制。

长期存活的对象进入老年代：对象在年轻代中每经过一次Minor GC，年龄就增加1，当达到一定年龄阈值后就会被晋升到老年代。

"Stop-The-World"（STW）是指垃圾收集器在执行垃圾收集(GC)期间必须停止应用程序的所有线程，以确保不会有任何工作线程在运行；