课时

在 JVM 运行过程中，局部变量、对象以及类的元数据分别会进入哪里：我们将拆解线程栈、堆以及 PermGen → MetaSpace 的演进。还会讨论 GC 的工作方式、常见的内存错误（ StackOverflowError、 OutOfMemoryError）以及启动参数对其的影响（ -Xss、 -Xmx、 -XX:MaxMetaspaceSize）。附上示意图、mermaid 图表和可运行示例。

在本讲中我们将解析垃圾回收器（ GC）在 JVM 中如何工作，经典的 Serial/ Parallel/ CMS 与现代的 G1、 ZGC 和 Shenandoah 有何不同，什么是Young Generation与Old Generation，为什么会发生 Stop-the-World Pause以及如何将其最小化。实践中我们将看到如何通过标志启用不同的 GC（ -XX:+UseG1GC、 -XX:+UseZGC、 -XX:+UseShenandoahGC），如何设置Pause（ -XX:MaxGCPauseMillis）与堆大小（ -Xms/ -Xmx），如何阅读日志（ -Xlog:gc*）以及如何避免常见错误（例如强制调用 System.gc()）。

通过本课你将了解局部变量存放在哪里（线程栈）以及它与堆有何不同，为什么在 Java 中尽管有 GC 仍然可能发生内存泄漏，以及如何避免它们。我们将分析真实场景：“常驻”的 static-集合、未取消订阅的监听器和缓存。认识引用家族： SoftReference、 WeakReference、 PhantomReference，以及容器 WeakHashMap。练习修复泄漏，并讨论为什么调用 System.gc() 只是给 JVM 的提示而非命令，以及 OutOfMemoryError 可能带来的后果。

JVM 内存问题诊断实用指南：使用 jmap 工具生成堆转储（ heap dump），通过 -heap 和 -histo 查看摘要，在 jvisualvm 中分析应用（标签页 Monitor、 Heap Dump、 Threads、 Profiler），通过示例定位一次泄漏，并了解 Eclipse MAT 和 jconsole。最后给出常见错误与建议。

动手解析为什么 Java 应用会发生内存“泄漏”并变卡：遗忘的监听器（ addActionListener/ removeActionListener）、永不清理的静态集合、未关闭的资源（建议： try-with-resources）、持有外部引用的匿名/内部类，以及滥用 System.gc()。我们将学会阅读 GC 日志（ -Xlog:gc*、 -XX:+PrintGCDetails）、选择回收器、基于 WeakHashMap 构建缓存、进行监控（ jvisualvm、 jconsole）、分析堆转储，并正确设置 -Xmx/ -Xms。最后——真实的泄漏示例及其修复。