垃圾回收是編程語言中的一種自動(dòng)內(nèi)存管理功能，用于回收程序不再使用的內(nèi)存。它有助于防止內(nèi)存泄漏并優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)存的使用。

垃圾回收器會(huì)識(shí)別程序無法再訪問或不再需要的對(duì)象，并釋放它們占用的內(nèi)存。

一、Java

Java 提供多種垃圾回收器，每種回收器都適用于不同的使用情況。

1.串行 GC：

• 最適合單線程環(huán)境或小型應(yīng)用程序。
• 使用單線程執(zhí)行所有垃圾收集工作。

2.并行 GC：

• 也稱為 "吞吐量收集器"。
• 使用多個(gè)線程進(jìn)行垃圾收集，優(yōu)化應(yīng)用程序的最大吞吐量。

3.CMS GC：

• 低延遲收集器，旨在盡量減少暫停時(shí)間。
• 與應(yīng)用程序同時(shí)工作，以減少暫停時(shí)間。

4.G1 GC：

• 旨在平衡吞吐量和延遲。
• 它將堆劃分為若干區(qū)域，重點(diǎn)先收集垃圾最多的區(qū)域。

5.ZGC：

• 一種低延遲的垃圾收集器，專為需要大堆大小和最少暫停時(shí)間的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
• 與應(yīng)用程序線程同時(shí)運(yùn)行。

二、Python

Python 的垃圾回收基于引用計(jì)數(shù)和循環(huán)垃圾回收器。

1.引用計(jì)數(shù)：

• Python 內(nèi)存管理的主要方法。
• 每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)引用計(jì)數(shù)；當(dāng)引用計(jì)數(shù)為零時(shí)，內(nèi)存被釋放。

2.循環(huán)垃圾回收器：

• 處理引用計(jì)數(shù)無法解決的循環(huán)引用。
• Python 的 gc 模塊提供了與垃圾收集器交互的工具，包括啟用/禁用收集和調(diào)整閾值的函數(shù)。

三、GoLang

Go 使用的并發(fā)垃圾回收器隨著時(shí)間的推移有了很大的發(fā)展：

• CMS 垃圾收集器（Concurrent Mark-and-Sweep Garbage Collector）：Go 的垃圾收集器與應(yīng)用程序同時(shí)運(yùn)行，最大限度地減少了 "世界停頓"（stop-the-world）。它標(biāo)記活對(duì)象，清掃死對(duì)象，回收內(nèi)存。

四、差異和性能目標(biāo)

1.Java

• 多種 GC 算法：Java 提供多種垃圾回收器，如串行、并行、CMS、G1 和 ZGC，允許開發(fā)人員根據(jù)應(yīng)用需求（吞吐量、延遲、內(nèi)存占用）進(jìn)行選擇。
• 代際垃圾收集：Java 通常使用代際垃圾收集，將對(duì)象分為年輕一代和老一代，以優(yōu)化收集過程。在年輕一代中多次收集后存活下來的對(duì)象會(huì)被轉(zhuǎn)移到老一代中。
• 調(diào)整和配置：Java 為垃圾收集提供了大量調(diào)整選項(xiàng)，包括調(diào)整堆大小、啟用/禁用特定收集器以及設(shè)置暫停時(shí)間目標(biāo)。
• 靈活性和定制：Java 的多個(gè)垃圾收集器允許進(jìn)行廣泛的定制，以滿足不同的性能目標(biāo)，如最大化吞吐量或最小化延遲。
• 暫停時(shí)間控制：Java 提供了控制暫停時(shí)間（Pause Time）的機(jī)制，使其適用于有實(shí)時(shí)性要求的應(yīng)用程序。

2.Python

• 引用計(jì)數(shù)：Python 主要使用引用計(jì)數(shù)進(jìn)行內(nèi)存管理。每個(gè)對(duì)象都會(huì)對(duì)指向它的引用進(jìn)行計(jì)數(shù)；當(dāng)計(jì)數(shù)降為零時(shí)，對(duì)象就會(huì)被去分配。
• 循環(huán) GC：Python 有一個(gè)輔助垃圾回收機(jī)制，用于檢測和回收循環(huán)引用（對(duì)象之間相互引用，但無法從根集訪問）。gc 模塊允許對(duì)循環(huán)垃圾回收器進(jìn)行微調(diào)。
• 沒有代際 GC：雖然 Python 確實(shí)有一個(gè)循環(huán)收集器，但它并沒有像 Java 那樣明確地使用代際方法。
• 簡單易用：Python 將簡單和易用放在首位。引用計(jì)數(shù)和循環(huán) GC 的結(jié)合為開發(fā)人員提供了一個(gè)簡單明了的模型，盡管對(duì)微調(diào)的控制較少。
• 開銷：引用計(jì)數(shù)機(jī)制會(huì)增加一些開銷，而且循環(huán)垃圾收集器的效率可能不如其他語言的生成收集器。

3.Go

• 并發(fā)標(biāo)記和掃描：Go 使用并發(fā)標(biāo)記和清掃垃圾收集器，該收集器與應(yīng)用程序代碼同時(shí)運(yùn)行，旨在最大限度地減少停頓時(shí)間，降低延遲。
• 無世代垃圾回收器：Go 不會(huì)將對(duì)象分成不同的世代。重點(diǎn)在于保持低延遲和可預(yù)測的性能。
• 自動(dòng)調(diào)整：Go 的垃圾回收器會(huì)根據(jù)應(yīng)用程序行為自動(dòng)調(diào)整，與 Java 相比，手動(dòng)調(diào)整選項(xiàng)非常有限。
• 低延遲：Go 的垃圾回收器專為低延遲應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它最大限度地減少了 "世界停頓"（stop-the-world）的停頓時(shí)間，力求做到不引人注目。
• 并發(fā)性：Go 的垃圾回收器與應(yīng)用程序同時(shí)運(yùn)行，因此非常適合高吞吐量、低延遲的應(yīng)用程序，尤其是在網(wǎng)絡(luò)或云環(huán)境中。

總之，Java、Python 和 Go 中的垃圾回收機(jī)制是根據(jù)每種語言的特定目標(biāo)和特點(diǎn)量身定制的。Java 提供了廣泛的自定義功能和多種垃圾回收算法，Python 則將引用計(jì)數(shù)和循環(huán)垃圾回收相結(jié)合，以簡化為優(yōu)先考慮，而 Go 則側(cè)重于低延遲、并發(fā)的垃圾回收，盡量減少開發(fā)人員的干預(yù)。