1. 如何判断对象可以被回收
堆中几乎放着所有的对象实例，对堆垃圾回收前的第一步就是要判断那些对象已经死亡（即不能再被任何途径使用的对象）。
1.1 引用计数法
实现思路：给对象添加一个引用计数器。每当有一个地方引用它时，计数器加1；引用失效时计数器减1。在任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。
优点：实现简单，效率高。
缺点：很难解决对象之间的相互循环引用。A引用B，B引用A ——循环引用 （引用计数算法）由于A、B彼此引用对方，导致引用计数都不为0，所以GC无法回收它们
1 public class MyObject {
2 public Object ref = null;
3 public static void main(String[] args) {
4 MyObject myObject1 = new MyObject();
5 MyObject myObject2 = new MyObject();
6 myObject1 = myObject2;
7 myObject2 = myObject1;
8 myObject1 = null;
9 myObject2 = null;
10 }
11 }
以myObject1对象为例:
1、代码执行到line7，myObject1、myObject2的引用计数均为2。
2、此时将myObject1和myObject2分别置为null，以前一个对象为例，它的引用计数将减1。
3、当myObject1=0，垃圾回收器才能进行垃圾回收，由于 myObject2 = myObject1;因为myObject2持有myObject1的引用，而要清除掉这个引用的前提条件是myObject2引用的对象被回收。而myObject2的引用又被myObject1持有，也就进入一种死循环的状态。
4、最终myObject1 和myObject2引用计数均为1，导致不能进行垃圾回收。
1.2 可达性分析算法
这个算法的基本思想就是通过一系列的称为 “GC Roots” 的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，节点所走过的路径称为引用链，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连的话，则证明此对象是不可用的。
GC Roots根节点：类加载器、Thread、虚拟机栈的本地变量表、static成员、常量引用、本地方法栈的变量等等
image.png
1.3 finalize()方法最终判定对象是否存活
即使在可达性分析算法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的，这时候它们暂时处于“缓刑”阶段，要真正宣告一个对象死亡，至少要经历再次标记过程。
标记的前提是对象在进行可达性分析后发现没有与GC Roots相连接的引用链。
- 第一次标记并进行一次筛选。
筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。
当对象没有覆盖finalize方法，或者finzlize方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”，对象被回收。 - 第二次标记
如果这个对象被判定为有必要执行finalize（）方法，那么这个对象将会被放置在一个名为：F-Queue的队列之中，并在稍后由一条虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程去执行。这里所谓的“执行”是指虚拟机会触发这个方法，但并不承诺会等待它运行结束。这样做的原因是，如果一个对象finalize（）方法中执行缓慢，或者发生死循环（更极端的情况），将很可能会导致F-Queue队列中的其他对象永久处于等待状态，甚至导致整个内存回收系统崩溃。
finalize（）方法是对象脱逃死亡命运的最后一次机会，稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模标记，如果对象要在finalize（）中成功拯救自己----只要重新与引用链上的任何的一个对象建立关联即可，譬如把自己赋值给某个类变量或对象的成员变量，那在第二次标记时它将移除出“即将回收”的集合。如果对象这时候还没逃脱，那基本上它就真的被回收了。
见示例程序：
@Data
public class User {
private int id;
private String name;
public User(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("关闭资源! user"+ id + "即将被回收");
}
}
public class FinalizeTest {
public static void main(String[] args) {
List<User> list = new ArrayList<User>();
int i = 0;
int j = 0;
while (true) {
list.add(new User(i++, UUID.randomUUID().toString()));
new User(j--, UUID.randomUUID().toString());
}
}
}
输出
...
关闭资源! user-31945即将被回收
关闭资源! user-31946即将被回收
关闭资源! user-31947即将被回收
关闭资源! user-31948即将被回收
关闭资源! user-31949即将被回收
关闭资源! user-31951即将被回收
关闭资源! user-31952即将被回收
关闭资源! user-31953即将被回收
...
一旦垃圾回收器准备好释放对象占用的存储空间，将首先调用其finalize() 方法，并且在下一次垃圾回收动作发生时，才真正回收对象占用的内存。
注意：finalize只有垃圾回收GC的时候才会去调用，但程序不一定会GC。
finalize未执行
public class FinalizeTest {
public static void main(String[] args) {
FinalizeTest ft = new FinalizeTest();
}
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("it is finalized!");
}
}
finalize只有垃圾回收的时候才会去调用。操作系统结束一个进程，会把那个进程申请的内存都清了，所以用不到gc
finalize执行
public class FinalizeTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
FinalizeTest ft = new FinalizeTest();
//表示ttf已经不可能有任何线程会使用它了
ft = null;
//运行垃圾回收器
System.gc();
}
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("it is finalized!");
}
}
jvm在什么情况下会执行GC?
- 对象没有引用
- 作用域发生未捕获异常
- 程序在作用域正常执行完毕
- 程序执行了System.exit()
- 程序发生意外终止（被杀进程等）
1.4 如何判断一个常量是废弃常量
运行时常量池主要回收的是废弃的常量。那么，我们如何判断一个常量是废弃常量呢？
假如在常量池中存在字符串 "abc"，如果当前没有任何String对象引用该字符串常量的话，就说明常量 "abc" 就是废弃常量，如果这时发生内存回收的话而且有必要的话，"abc" 就会被系统清理出常量池。
1.5 如何判断一个类是无用的类
方法区主要回收的是无用的类，那么如何判断一个类是无用的类的呢？
判定一个常量是否是“废弃常量”比较简单，而要判定一个类是否是“无用的类”的条件则相对苛刻许多。类需要同时满足下面3个条件才能算是 “无用的类” ：
该类所有的实例都已经被回收，也就是 Java 堆中不存在该类的任何实例。
加载该类的 ClassLoader 已经被回收。
该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。
虚拟机可以对满足上述3个条件的无用类进行回收，这里说的仅仅是“可以”，而并不是和对象一样不使用了就会必然被回收。
2.垃圾收集算法
2.1 标记-清除算法
算法分为“标记”和“清除”阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象。它是最基础的收集算法，效率也很高，但是会带来两个明显的问题：
效率问题
空间问题（标记清除后会产生大量不连续的碎片）
image.png
2.2 复制算法
为了解决效率问题，“复制”收集算法出现了。它可以将内存分为大小相同的两块，每次使用其中的一块。当这一块的内存使用完后，就将还存活的对象复制到另一块去，然后再把使用的空间一次清理掉。这样就使每次的内存回收都是对内存区间的一半进行回收。
image.png
2.3 标记-整理算法
根据老年代的特点特出的一种标记算法，标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象回收，而是让所有存活的对象向一段移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
image.png
2.4 分代收集算法
当前虚拟机的垃圾收集都采用分代收集算法，这种算法没有什么新的思想，只是根据对象存活周期的不同将内存分为几块。一般将java堆分为新生代和老年代，这样我们就可以根据各个年代的特点选择合适的垃圾收集算法。
比如在新生代中，每次收集都会有大量对象死去，所以可以选择复制算法，只需要付出少量对象的复制成本就可以完成每次垃圾收集。而老年代的对象存活几率是比较高的，而且没有额外的空间对它进行分配担保，所以我们必须选择“标记-清除”或“标记-整理”算法进行垃圾收集。
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