基本概念：

      在java中，程序员是不需要显示的去释放一个对象的内存的，而是由虚拟机自行执行。在JVM中，有一个垃圾回收线程，它是低优先级的，在正常情况下是不会执行的，只有在虚拟机空闲或者当前堆内存不足时，才会触发执行，扫面那些没有被任何引用的对象，并将它们添加到要回收的集合中，进行回收在java中，程序员是不需要显示的去释放一个对象的内存的，而是由虚拟机自行执行。在JVM中，有一个垃圾回收线程，它是低优先级的，在正常情况下是不会执行的，只有在虚拟机空闲或者当前堆内存不足时，才会触发执行，扫面那些没有被任何引用的对象，并将它们添加到要回收的集合中，进行回收

什么对象可以看作垃圾？

没有被任何其他对象引用的对象

1. 如何判断对象是否是垃圾

  • 引用计数算法
    判断对象的引用数量，每个对象实例都有一个引用计数器，当它被引用时+1，完成引用时-1.任何时刻计数器数值为零的对象就是不可能再被使用的，那么这个对象就是可回收对象。

优点：
执行效率高，程序执行受影响较小。

缺点：
无法解决循环引用的问题，会导致内存泄漏（很致命，已经被摒弃）

  • 可达性算法

为了解决引用计数法的循环引用问题，java使用了可达性分析的方法。

所谓GC ROOT或者说Tracing GC的“根集合”就是一组比较活跃的引用。

基本思路就是通过一系列“GC Roots”的对象作为起始点，从这个被称为GC Roots 的对象开始向下搜索，如果一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则说明此对象不可用。也即给定一个集合的引用作为根出发，通过引用关系遍历对象图，能被便利到的对象就被判定为存活；没有被便利到的就被判定为死亡

可以作为gc root的对象

  • 虚拟机栈（栈帧中的局部变量区，也叫局部变量表）中应用的对象。
  • 方法区中的类静态属性引用的对象
  • 方法区中常量引用的对象
  • 本地方法栈中JNI（native方法）引用的对象

2. 垃圾回收算法


JVM在进行GC时，并非每次都对上面三个内存区域一起回收的，大部分时候回收的都是指新生代。

因此GC按照回收的区域又分了两种类型，一种是普通GC（MinorGC），一种时全局GC（FullGC）

  • 普通GC：只针对新生代区域的GC
  • 全局GC：针对年老代的GC，偶尔伴随对新生代的GC以及堆永久代的GC。

2.1 复制算法：MinorGC（普通GC)

新生代使用的MinorGC，这种GC算法采用的是复制算法（Copying），频繁使用

复制–>清空–>互换

2.1.1 原理

MinorGC会把Eden中的所有或的对象都移到Survivor区域中，如果Survivor区中放不下，那么剩下的活的对象就被移到Old Generation中，也即一旦收集后，Eden区就变成空的了。

当对象在Eden（包括一个Survivor区域，这里假设是from区域）出生后，在经过一次MinorGC后，如果对象还存活，并且能够被另外一块Survivor区域所容纳（上面已经假设为from区域，这里应为to区域，即to区域又足够的内存空间来存储Eden和from区域中存活的对象），则使用复制算法将这些仍然还存活的对象复制到另外一块Survivor区域（即to区）中，然后清理所有使用过的Eden以及Survivor区域（即from区），并且讲这些对象的年龄设置为1，以后对象在Survivor区没熬过一次MinorGC，就将对象的年龄+1，当对象的年龄达到某个值时（默认15，通过-XX：MaxTenuringThreshold来设定参数），这些对象就会成为老年代。

==-XX：MaxTenuringThreshold设置对象在新生代中存活的次数==

2.1.2 解释

HotSpot JVM把年轻代分为了三部分：1个Eden区和两个Survivor区，默认比例是8:1:1，一般情况下，新创建的对象都会被分配到Eden区，这些对象经过第一次的MinorGC后，如果仍然存活，将会被移到Survivor区。对象Survivor区中每熬过一次MinorGC，年龄就增加一岁，当他的年龄增加到一定程度时，就会被移动到年老代中。因为年轻代中的对象基本都是朝生夕死（80%以上），所以在年轻代的垃圾回收算法使用的是复制算法，复制算法的基本思想就是将内存分为两块，每次只用其中一块，当这一块内存用完，就将活着的对象复制到另外一块上面。复制算法不会产生内存碎片。

==复制要交换，谁空谁是to==

2.1.3 劣势

复制算法弥补了标记清除算法中，内存布局混乱的缺点。

  1. 浪费了一般的内存，太要命了
  2. 如果对象的存活率很高，我们可以极端一点，假设是100%存活率，那么我们需要将所有对象都复制一遍，并将所有引用地址重置一遍。复制这一工作所花费的时间，在对象存活率达到一定程度是，将会变的不可忽视。所以从以上描述不难看出，复制算法想要使用，最起码对象的存活率要非常低才行，而且最重要的是，我们必须要客服50%的内存的浪费

2.2 标记清除（Mark-Sweep)

2.2.1 原理

  1. 标记（mark）

    从根集合开始扫描，对存活的对象进行标记

  2. 清除（Sweep）

    扫描整个内存空间，回收未被标记的对象，使用free-list记录可以区域。

2.2.2 劣势

  1. 效率低（递归与全堆对象遍历），而且在进行GC的时候，需要停止应用程序，这会导致用户体验非常差劲
  2. 清理出来的空闲内存不是连续的，我们的死亡对象都是随机的出现在内存的各个角落，限制把他们清除之后，内存的布局自然会乱七八糟，而为了应付这一点，JVM不得不维持一个内存的空闲列表，这又是一种开销，而且在分配数组对象的时候，寻找连续的内存空间会不太好找。

2.3 标记整理（Mark-Compact)

2.3.1 原理

  1. 标记

    与标记-清除一样

  2. 压缩整理

    再次扫描，并往一段滑动存活对象

2.3.2 劣势

效率不高，不仅要标记所有存活对象，还要整理所有存活对象的引用地址。从效率上说，效率要低于复制算法

2.4 小总结

  • 内存效率：复制算法>标记清除算法>标记整理算法
  • 内存整齐度：复制算法=标记整理算法>标记清除算法
  • 内存利用率：标记整理算法=标记清除算法>复制算法

分代收集算法

引用计数法：

  • 缺点：每次对对象赋值时均要维护引用计数器，且计数器本身也有一定的消耗
  • 较难处理循环引用