1. 脑图
垃圾回收与算法.png
2. 如何确定垃圾
在java堆中存放着几乎所有的对象实例，垃圾回收器在对堆进行垃圾回收时，第一件事情就是要确定对象中哪些是还存活的，哪些是已经死去的。常用的对象死亡判断有两种：引用计数法和可达性分析法。
2.1 引用计数法
引用计数法就是在一个对象被引用的时候，计数器加一，引用失效的时候，计数器减一，当计数器为0时，就说明当前对象没有任何引用，就可以被垃圾回收了。
引用计数法实现简单，效率高效，但是对于对象的相互引用问题难以解决，当两个都不再使用的对象相互引用，但是他们的计数器并不为0，就导致难以判断是否可以垃圾回收，所以java并没有采用引用计数法。
2.2 可达性分析法
可达性分析法也叫做根搜索算法，通过一系列名为GC Roots的对象为起点，向下搜索，搜索经过的路径形成的链成为引用链，如果一个对象没有任何引用链可以到达，则认为该对象可以被垃圾回收，可达性分析法很好的解决了对象相互引用的问题。
需要注意的是，即便是可达性分析法不可达的对象，并不是一下就判定他的死亡，不可达的对象至少需要经过两次标记之后，才真正确定对象的死亡。
在Java 中可以作为GC Roots的对象包括一下几种：
- java虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中的引用的对象。
- 方法区中的类静态属性引用的对象。
- 方法区中的常量引用的对象。
- 本地方法栈中JNI本地方法的引用对象。
3. 垃圾回收算法
确定了哪些垃圾可以回收之后，JVM就可以进行垃圾回收了，常见的垃圾回收算法有 标记-清除法，复制，标记-整理，分代收集
3.1 标记-清除
标记清除是最基础的算法，如同他的名字，包含了标记和清除两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成之后统一回收被标记的对象，标记判断的实现即上面说的可达性分析法，之所以是基础的算法是因为后面的垃圾回收算法都是在标记-清除的基础改进的。
标记清除算法主要有两个问题：
1.效率不高
2.产生不连续的空间碎片
标记整理
3.2 复制
为了解决效率问题，复制算法诞生了。它将可用的内存按照容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块空间，当一块内存空间用完之后，就将还存活的对象复制到另一块，然后对已使用的块进行垃圾回收。这样是的每次都对整个半区进行内存回收，实现简单，运行高效。但是这种算法的代价是将内存区域缩小一半。
复制算法
3.3 标记-整理
根据以上两种算法的缺点，衍生出了标记-整理算法，标记阶段和标记-清除算法相同，标记后并不立即清除垃圾对象，而是将存活的对象移动至内存的一端，然后再清除垃圾对象。
标记-整理
3.4 分代收集
分代收集法是目前大部分 JVM 所采用的方法，其核心思想是根据对象存活的不同生命周期将内存 划分为不同的域，一般情况下将 GC 堆划分为老生代(Tenured/Old Generation)和新生代(Young Generation)。老生代的特点是每次垃圾回收时只有少量对象需要被回收，新生代的特点是每次垃 圾回收时都有大量垃圾需要被回收，因此可以根据不同区域选择不同的算法。
3.4.1 新生代与复制算法
目前大部分 JVM 的 GC 对于新生代都采取 Copying 算法，因为新生代中每次垃圾回收都要 回收大部分对象，即要复制的操作比较少，但通常并不是按照 1:1 来划分新生代。一般将新生代 划分为一块较大的 Eden 空间和两个较小的 Survivor 空间(From Space, To Space)，每次使用 Eden 空间和其中的一块 Survivor 空间，当进行回收时，将该两块空间中还存活的对象复制到另 一块 Survivor 空间中。
3.4.1 老年代与标记复制算法
而老年代因为每次只回收少量对象，因而采用 Mark-Compact 算法。
- JAVA 虚拟机提到过的处于方法区的永生代(Permanet Generation)，它用来存储 class 类，
常量，方法描述等。对永生代的回收主要包括废弃常量和无用的类。 - 对象的内存分配主要在新生代的 Eden Space 和 Survivor Space 的 From Space(Survivor 目
前存放对象的那一块)，少数情况会直接分配到老生代。 - 当新生代的 Eden Space 和 From Space 空间不足时就会发生一次 GC，进行 GC 后，Eden Space 和 From Space 区的存活对象会被挪到 To Space，然后将 Eden Space 和 From Space 进行清理。
- 如果 To Space 无法足够存储某个对象，则将这个对象存储到老生代。
- 在进行 GC 后，使用的便是 Eden Space 和 To Space 了，如此反复循环。
- 当对象在 Survivor 区躲过一次 GC 后，其年龄就会+1。默认情况下年龄到达 15 的对象会被 移到老生代中。
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