GC回收机制方便了开发者，但是这种方便也是有代价的。

代价：

一旦这种自动化机制出错，我们又不得不去深入理解GC回收机制。甚至需要对这些“自动化”的技术实施必要的监控和调节。

Java虚拟机中使用“可达性分析”的算法来决定对象是否可以回收。

可达性分析图

可达性分析

对象之间的应用看作是一条引用链，从GC Root对象开始，追寻到对象引用的一条完整路径，则该对象不可回收。但如果该对象从GC Root开始，没有形成完整的引用路径，则该对象可以回收。

而我在这简单理解为，当JVM虚拟机在回收扫描到某个对象时，把它作为GC Root对象，进行引用追踪。如果追踪到该对象还在处于被关联引用的状态，则就是不可回收的。否则，则是可回收对象。

GC Root对象

在Java中，有一下几种对象可以作为GC Root：

1.Java虚拟机栈（局部变量表）中的引用对象（方法中的局部对象引用）

2.方法区中静态引用指向的对象

3.然处于存活状态中的线程对象

4.Native中JNI所引用的对象

GC回收算法

GC回收算法有多种策略，而面对不同情况采用不同的算法，从而达到高效回收。并且各家厂商，细节也会不一致。

标记清除算法

对“GC Roots”集合进行遍历，保留所有可以被GC Roots直接或间接引用到的对象，而剩下的都作为回收对象进行回收。

过程分为两步：

1.Mark标记阶段：将直接或间接引用到的对象进行标记，标记为存活对象，其他的标记为回收对象。

2.回收阶段：遍历完后，将回收对象清除。

标记清除算法优点是实现简单，不需要将对象进行移动。缺点是需要终端进程其他组件的执行，并且可能产生内存碎片。

标记清除算法

复制算法

将现有的内存分为两块，每次只使用其中一块。

在回收时，将存活对象复制到未被使用的那块内存中，之后清除正在使用的内存，从而完成回收。

过程分为两步：

1.Mark标记阶段：将直接或间接引用到的对象进行标记，标记为存活对象，其他的标记为回收对象。

2.复制阶段：将标记存活的对象复制到未使用的内存中，并设置当前的内存为使用内存。

3.回收阶段：回收另一块内存。

赋值算法优点是按照顺序分配内存即可，实现简单，运行高效，没有内存碎片。缺点是可用的内存大小缩小到原来一般，对象存活率高时会频繁进行复制操作。

复制算法复制前 完成复制后清除

标记-压缩算法

先从根节点开始对所有可达对象进行一次标记，之后将所有存活对象压缩到内存的一端，最后清理一端边界外所有的空间。

过程分为两步：

1.Mark标记阶段：将直接或间接引用到的对象进行标记，标记为存活对象，其他的标记为回收对象。

2.压缩阶段：将剩余存活对象按顺序压缩到内存某一端

3.回收阶段：回收边界外内存。

标记-压缩算法优点是既避免了碎片又不需要分离成两块内存控件，缺点是压缩操作需要进行布局对象移动，会降低一定效率。

标记-压缩图例

JVM分代回收策略

Java虚拟机会根据对象存活的周期不同，把堆内存分为新生代、老年代。

对于新创建的对象在新生代中进行分配内存，此区域对象生命周期一般比较短。如果经过多次回收仍然存活下来，则转移到老年代中。

新生代

新生成的对象优先存放到新生代中，存活率很低。

新生代中，常规应用进行一次收集一般可回收70%~95%的空间，回收率很高。所以一般采用复制算法。

新生代又可细分为3部分：Eden、Survivor0、Survivor1。

新生代存放顺序为：Eden > Survivor0 > Survivor1。

新生代分配情况

老年代

当一个新生代存活时间够长而没有被清理掉，则会被复制到老年代。

老年代内存大小一般比新生代大，可以存放更多对象。

如果对象比较大，并且新生代剩余控件不够，则这个大对象会直接分配到老年代上。

因为对象生命周期比较长，不需要过多的复制操作，所以一般采用标记压缩回收算法。

引用

对象是否存活，是通过引用关系来进行判断。而引用关系又可以根据引用强度进行分类。

JVM根据引用强度的由强到弱，它们分别是：强引用、软引用、弱引用、虚引用

四种引用对比