Как Garbage Collector в Java определяет, какие объекты можно удалить?

Сборщик мусора (GC) определяет объекты для удаления через концепцию достижимости (reachability). Удаляются объекты, которые больше не могут быть достигнуты из так называемых GC Roots.

GC Roots — это "якорные" точки, которые всегда считаются живыми:

• Локальные переменные и параметры в активных стеках потоков.
• Активные Java-потоки (Thread objects).
• Статические переменные классов.
• Ссылки из JNI (Java Native Interface).

Основной алгоритм: Mark and Sweep

1. Mark (Пометка): GC начинает обход графа объектов от всех GC Roots. Все объекты, до которых можно добраться по ссылкам, помечаются как живые.
2. Sweep (Очистка): Память сканируется, и все непомеченные объекты считаются мусором и удаляются.

Пример:

public class GCDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // GC Root 1: статическое поле
        staticList = new ArrayList<>(); 

        // GC Root 2: локальная переменная в активном стеке
        Object localObj = new Object(); 

        Object unreachable = new Object(); // Создан объект
        unreachable = null;                // Ссылка потеряна -> объект становится мусором

        // Вызов GC (подсказка JVM, не гарантия немедленной очистки)
        System.gc(); 
    }
    static List<Object> staticList; // GC Root
}

Поколенная сборка (Generational Collection) JVM оптимизирует процесс, разделяя объекты по поколениям:

• Young Generation (Eden + Survivor): Сюда попадают новые объекты. Частая, быстрая minor сборка.
• Old Generation (Tenured): Сюда перемещаются объекты, пережившие несколько сборок в Young. Редкая, медленная major/full сборка.

Типы ссылок и их влияние на GC:

• Strong Reference: Обычная ссылка. Объект не будет собран, пока на него есть сильная ссылка.
• SoftReference: Объект будет собран только при нехватке памяти.
• WeakReference: Объект будет собран в следующем цикле GC.
• PhantomReference: Используется для точного контроля над финализацией.