垃圾回收是編程語言中的一種自動內存管理功能，用于回收程序不再使用的內存。它有助于防止內存泄漏并優化系統內存的使用。

垃圾回收器會識別程序無法再訪問或不再需要的對象，并釋放它們占用的內存。

一、Java

Java 提供多種垃圾回收器，每種回收器都適用于不同的使用情況。

1.串行 GC：

• 最適合單線程環境或小型應用程序。
• 使用單線程執行所有垃圾收集工作。

2.并行 GC：

• 也稱為 "吞吐量收集器"。
• 使用多個線程進行垃圾收集，優化應用程序的最大吞吐量。

3.CMS GC：

• 低延遲收集器，旨在盡量減少暫停時間。
• 與應用程序同時工作，以減少暫停時間。

4.G1 GC：

• 旨在平衡吞吐量和延遲。
• 它將堆劃分為若干區域，重點先收集垃圾最多的區域。

5.ZGC：

• 一種低延遲的垃圾收集器，專為需要大堆大小和最少暫停時間的應用而設計。
• 與應用程序線程同時運行。

二、Python

Python 的垃圾回收基于引用計數和循環垃圾回收器。

1.引用計數：

• Python 內存管理的主要方法。
• 每個對象都有一個引用計數；當引用計數為零時，內存被釋放。

2.循環垃圾回收器：

• 處理引用計數無法解決的循環引用。
• Python 的 gc 模塊提供了與垃圾收集器交互的工具，包括啟用/禁用收集和調整閾值的函數。

三、GoLang

Go 使用的并發垃圾回收器隨著時間的推移有了很大的發展：

• CMS 垃圾收集器（Concurrent Mark-and-Sweep Garbage Collector）：Go 的垃圾收集器與應用程序同時運行，最大限度地減少了 "世界停頓"（stop-the-world）。它標記活對象，清掃死對象，回收內存。

四、差異和性能目標

1.Java

• 多種 GC 算法：Java 提供多種垃圾回收器，如串行、并行、CMS、G1 和 ZGC，允許開發人員根據應用需求（吞吐量、延遲、內存占用）進行選擇。
• 代際垃圾收集：Java 通常使用代際垃圾收集，將對象分為年輕一代和老一代，以優化收集過程。在年輕一代中多次收集后存活下來的對象會被轉移到老一代中。
• 調整和配置：Java 為垃圾收集提供了大量調整選項，包括調整堆大小、啟用/禁用特定收集器以及設置暫停時間目標。
• 靈活性和定制：Java 的多個垃圾收集器允許進行廣泛的定制，以滿足不同的性能目標，如最大化吞吐量或最小化延遲。
• 暫停時間控制：Java 提供了控制暫停時間（Pause Time）的機制，使其適用于有實時性要求的應用程序。

2.Python

• 引用計數：Python 主要使用引用計數進行內存管理。每個對象都會對指向它的引用進行計數；當計數降為零時，對象就會被去分配。
• 循環 GC：Python 有一個輔助垃圾回收機制，用于檢測和回收循環引用（對象之間相互引用，但無法從根集訪問）。gc 模塊允許對循環垃圾回收器進行微調。
• 沒有代際 GC：雖然 Python 確實有一個循環收集器，但它并沒有像 Java 那樣明確地使用代際方法。
• 簡單易用：Python 將簡單和易用放在首位。引用計數和循環 GC 的結合為開發人員提供了一個簡單明了的模型，盡管對微調的控制較少。
• 開銷：引用計數機制會增加一些開銷，而且循環垃圾收集器的效率可能不如其他語言的生成收集器。

3.Go

• 并發標記和掃描：Go 使用并發標記和清掃垃圾收集器，該收集器與應用程序代碼同時運行，旨在最大限度地減少停頓時間，降低延遲。
• 無世代垃圾回收器：Go 不會將對象分成不同的世代。重點在于保持低延遲和可預測的性能。
• 自動調整：Go 的垃圾回收器會根據應用程序行為自動調整，與 Java 相比，手動調整選項非常有限。
• 低延遲：Go 的垃圾回收器專為低延遲應用而設計。它最大限度地減少了 "世界停頓"（stop-the-world）的停頓時間，力求做到不引人注目。
• 并發性：Go 的垃圾回收器與應用程序同時運行，因此非常適合高吞吐量、低延遲的應用程序，尤其是在網絡或云環境中。

總之，Java、Python 和 Go 中的垃圾回收機制是根據每種語言的特定目標和特點量身定制的。Java 提供了廣泛的自定義功能和多種垃圾回收算法，Python 則將引用計數和循環垃圾回收相結合，以簡化為優先考慮，而 Go 則側重于低延遲、并發的垃圾回收，盡量減少開發人員的干預。