一.概述
- 哪些内存需要回收？
- 什么时候回收？
- 如何回收？
二.对象已死吗
1.引用计数算法
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定义：给对象添加一个引用计数器，当增加一个引用时，加1，当一个引用时，减1;
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缺陷：当对象之间互相循环引用时，就会变的像“不死对象”；
2.可达性分析算法
在主流的商用程序语言（Java、C#，甚至包括前面提到的古老的Lisp）的主流实现中， 都是称通过可达性分析（Reachability Analysis）来判定对象是否存活的。这个算法的基本思 路就是通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所 走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连 （用图论的话来说，就是从GC Roots到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可用的。如 图3-1所示，对象object 5、object 6、object 7虽然互相有关联，但是它们到GC Roots是不可达 的，所以它们将会被判定为是可回收的对象
在Java语言中，可作为GC Roots的对象包括下面几种：
虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。
方法区中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（即一般说的Native方法）引用的对象。
3、引用
- 强引用：“=”实现，引用只要还在，就不会被GC回收；
- 软引用：SoftReference实现，在内存不足发生OOM之期，就回收掉该引用；
- 弱引用：WeakReference实现，在下一次GC前，就回收掉该引用；
- 虚引用：PhantomReference实现，在任何时候可能被回收，不过回收后可以收到系统的通知；
4.生存还是死亡 (finalize方法自救)
- 如果GC Roots 不可达，进行第一次标记；
- 再看finalize()方法有没有被复写，有则先执行finalize()方法；
- 逃命方法：将自己关联到类变量之类或者某对象的成员变量的；
- 终身只有一次调用机会；
- 接着GC进行第二次标记，如果没有逃脱，则回收；
5.无用的类
- 所有该类的实例已被回收
- 该类的ClassLoad已被回收
- 该类对应的java.lang.Class没有在任何地方被引用，不存在该类的反射
三.垃圾回收算法
1、标记——清除法
- 方案：先标记，然后直接回收
- 缺陷：产生大量碎片，不好分配大内存
2、复制算法
- 方案：将内存分为AB两块，回收时，将A块的对象全部复制到B，然后把未回收的上移,然后把已使用过的A全部清除；
- 优点：实现简单，运行高效；
- 缺陷:有一半处于无用状态，浪费；
- HotSpot：通过 Eden:Surivor:Surivor=8:1:1的比例分配，这样只有10%的空间浪费；不足时，需要依赖其他内存分配担保；
3、标记—整理算法
- 方案：标记—清理之后，再整体上移；
- 适应：适合老年代内存区使用
4、分代收集算法
- 新生代：使用复制算法
- 老年代：使用“标记-清理”或者“标记—整理”算法
四.垃圾收集器
1、 Serial收集器
- 这个收集器是一个单线程收集器，
- 只会使用一个CPU或者一条收集线程进行垃圾收集工作
- 其余的工作现场必须暂停，直到收集结束
2、ParNew收集器
- Serial收集器的多线程版本
- 垃圾收集器线程和工作线程同时工作
3、Paraller Scavenge收集器
- 目标：达到一个可控的吞吐量
- 吞吐量： 用户运行时间/(用户运行时间+垃圾回收时间）
- GC自适应调节：调整参数提供最合适的停顿时间或者最大的吞吐量
4、CMS收集器
- 目标：最短回收停顿时间
- 步骤：
- 初始标记
- 并发标记
- 重新标记
- 并发清除
- 缺点：
- 对CPU资源非常敏感
- 无法处理浮动垃圾
- 基于“标记-清除”算法实现，碎片多
5、G1 收集器
- 并行与并发
- 分代收集
- 空间整合：
- 整体看：基于“标记-整理”算法
- 局部看：基于“复制”算法
- 可预测停顿
- 有计划避免 Java 堆中进行全区域的垃圾收集
6、GC日志
33.125： [GC [DefNew: 3324k ->152k(3712k),0.0025925 secs] 3324k->152k(11904k),0.0031680 secs]
- 33.125: GC发生时间
- [GC:GC停顿类型，如果是 [Full GC
- [DefNew: 垃圾回收器类型
- 3324k ->152k(3712k)： GC前内存区域已使用容量-> GC后内存区域已使用容量（内存区域总容量）
- 3324k->152k(11904k)： GC前Java堆已使用容量->GC后Java堆已使用容量
- 0.0025925：内存区域GC所占用时间
五.内存分配和回收策略
最终都是给对象分配内存和回收分配给对象的内存
- 对象优先在 Eden 分配
- 大对象直接进入老年代
- 长期存活的对象进入老年代
- 动态对象年龄判定
如果在一个 Survivor 空间中相同年龄所占内存大小占有一半，那么大于或者等于该年龄的对象直接进入老年代
- 空间分配担保
新生代的回收采用“复制算法”，如果没有足够的内存空间，需要老生代来担保，将一部分对象直接进入老年代，如果老年代空间还是不足，就有危险了。所以就根据以前进入老年代的对象容量大小的平均值来做个参考。通过 Fulll GC 对老年代进行一次GC，尽量腾出更多的空间。以防担保失败。
- Minor Gc 和 Full GC
- Minor Gc:新生代的GC，很快
- Full GC:老年代的GC,慢10倍
六.小结
本篇了解引用的算法，由此去判断一个对象是"死”还是“活”，四种引用类型，由强至弱，生存能力越来越差，被 GC 回收的可能性也就越高。当然在一生中有唯一一次的自救机会，就是复写 finalize() 方法。进行垃圾回收时，会影响到性能。所以，出了各种回收算法以及垃圾回收器。这些各有优劣，只有适合当前环境的才是最好的。