🗑️ Garbage Collection trong Java – Cơ chế thu gom rác tự động

🎯 Garbage Collection là gì?

Garbage Collection (GC) trong Java là quá trình tự động thu hồi bộ nhớ của các đối tượng không còn được sử dụng. JVM sẽ định kỳ quét các object không còn tham chiếu và giải phóng bộ nhớ mà chúng chiếm giữ.

📌 Nhờ GC, lập trình viên Java không cần tự quản lý cấp phát và giải phóng bộ nhớ như trong C/C++, giúp giảm thiểu lỗi memory leak, dangling pointer…

---

🧠 Tại sao cần Garbage Collection?

• Java cấp phát object trong Heap Memory.
• Khi một object không còn được bất kỳ biến hoặc thread nào tham chiếu → nó trở thành garbage.
• Nếu không thu gom → ứng dụng sẽ bị tràn bộ nhớ (OutOfMemoryError).

---

🔍 Khi nào một object bị coi là “rác”?

• Khi không còn tham chiếu nào trỏ đến object đó.
• Ví dụ:

  MyObject obj = new MyObject();
  obj = null; // MyObject trước đó giờ trở thành rác
  

---

⚙️ Cơ chế hoạt động của GC trong JVM

JVM chia heap memory thành các vùng:

Vùng nhớ	Mô tả
Young Generation	Chứa object mới tạo. GC xảy ra thường xuyên hơn (Minor GC).
Old Generation	Chứa object sống lâu. GC xảy ra ít hơn (Major GC).
Metaspace	Lưu trữ metadata của class (từ Java 8 thay thế PermGen).

📌 Quá trình GC thường gồm 2 pha:

1. Mark phase: Đánh dấu các object đang được tham chiếu.
2. Sweep/Compact phase: Dọn dẹp các object không được đánh dấu và tái tổ chức lại heap.

---

🔧 Các thuật toán GC phổ biến trong JVM

GC Algorithm	Mô tả
Serial GC	Dùng cho máy đơn nhân, đơn luồng. Tốt cho app nhỏ.
Parallel GC	Dùng nhiều thread để GC. Hiệu suất tốt với hệ thống có nhiều core.
CMS (Concurrent Mark Sweep)	Giảm thời gian stop-the-world. Thích hợp cho app cần phản hồi nhanh.
G1 GC	Chia heap thành nhiều vùng nhỏ (region), tối ưu GC theo vùng. Default từ Java 9+.
ZGC, Shenandoah	GC thế hệ mới, latency rất thấp, dùng cho ứng dụng lớn, real-time.

---

🛠 Cách kích hoạt GC thủ công (ít dùng):

System.gc(); // Gợi ý JVM thực hiện GC, không đảm bảo chạy ngay

---

📊 Theo dõi & tối ưu GC

• Dùng flag JVM:
  • -XX:+PrintGCDetails, -Xlog:gc, -Xmx, -Xms, -XX:+UseG1GC
• Dùng công cụ:
  • VisualVM
  • JConsole
  • Java Mission Control

---

✅ Ưu điểm của GC trong Java

✔ Giải phóng bộ nhớ tự động
✔ Giảm lỗi lập trình do quản lý bộ nhớ thủ công
✔ Hỗ trợ nhiều chiến lược GC cho các use case khác nhau
✔ Tích hợp tốt với các công cụ theo dõi hiệu suất

---

❌ Nhược điểm

❌ GC vẫn gây pause (stop-the-world) dù có tối ưu
❌ Nếu không cấu hình đúng → dễ gây GC overhead, hiệu năng giảm
❌ Không kiểm soát trực tiếp thời điểm GC chạy

---

🧠 Tổng kết

• Garbage Collection là một phần cốt lõi giúp Java quản lý bộ nhớ hiệu quả và an toàn.
• Việc hiểu cách hoạt động của GC giúp bạn viết code tối ưu hơn, tránh leak memory, và cải thiện hiệu năng hệ thống.

🚀 Nếu bạn đang làm việc với ứng dụng Java lớn, đừng bỏ qua cách JVM thu gom rác!