Привет, друзья! Сегодня поговорим о важной и часто неочевидной части Java – Garbage Collector (GC), или сборщике мусора. Этот механизм автоматического управления памятью заботится о том, чтобы наша программа не занимала больше памяти, чем ей нужно. Давайте разберёмся, как это работает!

Что такое Garbage Collector? Garbage Collector – это встроенный механизм Java, который автоматически освобождает память, занимаемую объектами, которые больше не используются программой. Это означает, что вам не нужно вручную освобождать память, как в некоторых других языках программирования, например, в C или C++.

Как работает Garbage Collector? Когда ваша программа создаёт новый объект (например, с помощью new), память для этого объекта выделяется в куче (heap). Если на объект больше не ссылается ни одна переменная или если он становится недоступным, этот объект считается мусором и может быть удалён из памяти, чтобы освободить место для новых объектов. Garbage Collector периодически проходит по куче, чтобы найти и удалить такие объекты. Этот процесс называется сборкой мусора.

Основные алгоритмы сборки мусора Маркировка и удаление (Mark-and-Sweep): На первом этапе GC проходит по всем объектам, начиная с так называемых корней (например, переменные в стеке и статические переменные), и отмечает (маркирует) те объекты, которые всё ещё доступны. На втором этапе GC удаляет (сметает) все немаркированные объекты, освобождая память.

Компактирование (Compacting): После удаления ненужных объектов остаются "дыры" в куче. Чтобы избежать фрагментации памяти, GC может перемещать оставшиеся объекты, уплотняя их, и тем самым освобождая целые блоки памяти.

Копирование (Copying): Этот алгоритм делит память на две части: активную и свободную. В процессе сборки мусора объекты копируются из активной области в свободную, что позволяет легко освобождать всю активную область.

Поколения объектов Garbage Collector в Java использует концепцию поколений (generations), которая помогает улучшить производительность сборки мусора. Память в куче делится на три поколения:

Молодое поколение (Young Generation): Содержит недавно созданные объекты. В этой области часто происходит сборка мусора, так как большинство объектов "умирает" в первые моменты своего существования. Молодое поколение, в свою очередь, делится на три области: Eden (для новых объектов) и два небольших раздела Survivor (для объектов, переживших одну или несколько сборок мусора).

Старшее поколение (Old Generation): Содержит объекты, которые пережили несколько циклов сборки мусора в молодом поколении. Здесь сборка происходит реже, но она более ресурсоёмкая.

Постоянное поколение (Metaspace): Содержит метаданные классов и статические поля. В Java 8 и выше Metaspace заменяет старую область PermGen.

Когда происходит сборка мусора? Сборка мусора может быть вызвана: - Младшим GC (Minor GC): Когда Eden заполняется, начинается сборка мусора в молодом поколении. - Старшим GC (Major GC): Когда в старшем поколении заканчивается место, запускается более тяжёлая сборка мусора. - Полным GC (Full GC): Происходит, когда требуется освободить память в обоих поколениях. Это самый затратный тип сборки, так как он может остановить выполнение всех потоков программы (так называемый "Stop-the-World").

Рассмотрим простой пример на изображении, чтобы лучше понять работу GC: В этом примере создаётся множество объектов MyClass, которые занимают память. После завершения метода createObjects все созданные объекты становятся недоступными, и сборщик мусора может их удалить.

Garbage Collector – это инструмент в Java, который освобождает разработчиков от забот по управлению памятью. Он работает, автоматически удаляя ненужные объекты, чтобы обеспечить эффективность работы программы и предотвратить утечки памяти.