自动内存管理机制的实现原理

做内存管理，主要考虑申请内存和内存回收两部分。

申请内存的步骤：

内存回收需要主要做2件事情。

现代GC算法大部分采用“标记-清除”算法或者他的变种算法，这种算法分为标记和清除两个阶段：

标记阶段：从GC Root开始，可以简单把GC Root理解为程序入口的那个对象，标记所有可达的对象，因为程序中所有在用的对象一定会被这个GC Root直接引用或者间接引用。
清除阶段：遍历所有对象，找出所有没有标记的对象，这些没有标记的对象都是可以被回收的，清除这些对象，释放相应的内存。

“标记-清除”算法的一个最大问题，是在标记和清除过程中，必须先把进程暂停，否则计算的结果就是不准确的。这也是为什么发生垃圾回收的时候，我们的程序会卡死的原因。

需要注意，垃圾回收完成后，我们还需要进行内存碎片整理，将不连续的空闲内存移到到一起，以便空出足够的连续内存空间供后需用。

虽然自动内存管理机制有效地解决了内存泄露问题，带来的代价是执行垃圾回收时会暂停进程，如果暂停的时间过长，程序看起来就像“卡死了”一样。

服务为什么会在高并发时忽然“卡死”？

在高并发、高吞吐量场景下，我们的程序会非常忙，短时间内会创建大量的对象，这些对象会迅速占满内存，由于没有内存可用，垃圾回收被迫开始启动，并且，这次被迫执行的垃圾回收面临的是占满整个内存的海量对象，它执行的时间也会增加，相应的，这个回收过程会导致进程长时间暂停。

进程长时间暂停，又会导致大量的请求积压等待结果，垃圾回收刚刚结束，更多的请求立刻涌来，迅速占满内存，再次被迫执行垃圾回收，进入一个恶性循环，如果垃圾回收的速度跟不上创建对象的速度，还可能会产生内存溢出的现象。

对于开发者来说，垃圾回收是不可控的，而且是无法避免的，但是，我们可以通过一些方法来降低垃圾回收的频率，减少进程暂停的时长。

我们需要考虑在处理大量请求的同时，尽量少的产生一次性对象，特别是占用内存比较大的对象。我们可以按照这个思路来优化对象的业务代码。

对于需要频繁使用、占用内存较大的一次性对象，我们可以考虑自行回收并重用这些对象，例如我们可以为这些对象创建一个对象池，收到请求后，在对象池里面申请一个对象，使用完后再放回到对象池中，这样就可以反复地重复使用这些对象，非常有效地避免频繁触发垃圾回收。