堆管理问题
堆用于运行时动态分配内存（malloc/free、new/delete）。
分配策略
- 首次适应（First-Fit）：选择第一个足够大的空闲块
- 最佳适应（Best-Fit）：选择最接近请求大小的空闲块
内存碎片
- 内部碎片：分配块内部未使用的空间
- 外部碎片：空闲块被分割成多个小碎片，无法满足大块请求
手动内存管理的问题
- 悬空指针：释放后继续使用（use-after-free）
- 内存泄漏：不再使用的内存未释放
垃圾收集（GC, Garbage Collection）
GC 基本原理
- 根集（Root Set）：所有栈帧和全局变量中的引用
- 可达性分析：从根集出发，可达对象为”存活”，不可达为”垃圾”
- Stop the World：GC 执行时暂停所有应用线程
引用计数（Reference Counting）
每个对象维护引用计数器，赋值时更新：
- 新增引用 → 计数器 +1
- 删除引用 → 计数器 -1
- 计数器归零 → 回收
优点：实现简单，实时回收 缺点：无法处理循环引用，性能开销大
标记-清除（Mark-Sweep）
两阶段算法：
- 标记（Mark）：从根集遍历，标记所有可达对象
- 清除（Sweep）：扫描堆，回收未标记对象
优点：解决循环引用 缺点：Stop the World，产生碎片
拷贝算法（Copying / Cheney）
将堆分为两个半区（A 和 B）：
- 从 A 区分配内存
- A 区满时，将存活对象拷贝到 B 区
- 交换 A/B 角色
优点：分配快（地址递增），无碎片 缺点：空间利用率低（仅 50%）
标记-压缩（Mark-Compact）
- 标记阶段同标记-清除
- 压缩阶段将存活对象集中到堆的一端
优点：解决碎片问题，空间利用率高 缺点：压缩开销大
分代收集（Generational Collection）
基于”大部分对象短命”的观察，将堆分为多代：
- 新生代：新分配对象，频繁回收
- 老年代：存活多轮后晋升，较少回收
- 永久代：类元数据等
GC 策略：新生代用拷贝算法，老年代用标记-清除或标记-压缩。
运行环境章节不考大题，GC 仅作概念了解。