深度揭秘垃圾回收底层，这次让你彻底弄懂她（上）

垃圾回收底层揭秘（上篇）

背景与目标

垃圾回收（Garbage Collection，简称GC）是编程语言和操作系统中自动管理和清除无用数据的一项功能。尽管我们可能无需直接涉及GC实现细节，了解相关概念和如何利用GC优化程序性能是非常重要的。本问答计划从低层角度分析GC技术，帮助您全面理解GC如何运作。

GC分类

1. 引用计数（Reference Counting）

引用计数是最简单的垃圾回收技术，它计算对象被引用次数。每当一个对象被引入程序并增加一个引用时，引用计数会增加；相反，每当引用被删除或超出作用域时，引用计数会减少。当引用计数为0时，该对象将被回收。然而，引用计数具有以下两个缺点：

1. 循环引用导致的计数不准。
2. 不支持垃圾回收循环引用的情况。

2. 根搜索（Root Set）

许多Garbage Collection技术采用根搜索方法来扫描并识别可达对象和不可达对象。这种方法涉及找到所有引用的对象。分为如下类型：

1. 标记-清除（Mark-Sweep）：首先将整个可达对象集合标记为可达，然后将不可达对象变成垃圾，最后清除它们。
2. 标记-压缩（Mark-Compact）：遍历整个可达对象集合并移动未使用的对象到内存的起点。
3. 分代收集（Generational Collection）：将对象分为3个代，新生的对象属于第一代，经过一定周期后逐渐被移到更高代。较低代的对象被回收的可能性更高。

3. 增量收集（Incremental Collection）

这种方法不重新启动应用程序进行垃圾回收，而是持续监控内存使用情况并通过增量的方式回收垃圾对象。

特点与优劣

引用计数

• 优点：实现简单、对内存模型友好。
• 缺点：难以处理循环引用问题、内存碎片化较严重。

根搜索

• 优点：能处理复杂的内存引用结构、实现简单。
• 缺点：内存占用较高、存在一定性能波动。

增量收集（仅针对分代收集）

• 优点：降低应用程序停顿时间。
• 缺点：实现相对复杂，需要对内存堆进行更细致的监控与维护。

注意事项

1. GC可能会导致应用程序性能波动。
2. 合理设置垃圾回收策略以满足程序需求。
3. 尽量避免内存泄漏，以降低GC负担。
4. 使用性能测试工具验证和优化GC效果。

问题：

简述什么是Garbage Collector（GC）和它的主要功能？

要求：答案中不能提及任何云计算品牌商，直接给出答案内容，并逻辑连贯