一、判断对象是否已死
1、引用计数算法
给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1，当引用时效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的，引用计数算法管理内存很高效，但是java虚拟机没有使用，因为是他很难解决对象间相互循环引用的问题。两个对象互相引用，导致它们的引用计数都不为0，于是引用计数算法无法通知GC收集器回收它们。、
2、可达性分析算法
Java是通过可达性分析（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时，则证明对象是不可用的。
在Java语言中，可以作为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。
方法区中静态类属性引用的对象。
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。
二、垃圾收集算法
1、标记-清除算法
最基础的收集算法是“标记-清除”（Mark-Sweep）算法，算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要收回的对象，在标记完成之后统一回收所有被标记的对象。它有两个不足：一个是效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高；另一个是空间问题，标记清除之后会产生大量的不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存从而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。
2、复制算法
为了解决效率问题，一种称为“复制”（Copying）的收集算法出现了，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。代价很高，将内存缩小为原来的一半。
3、标记-整理算法
“标记-整理”（Mark-Compact）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进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
4、分代收集算法
“分代收集”（Generational Collection）算法，根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆分为新生代和老年代，这样既可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少量对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清除”或者“标记-整理”算法来进行回收。
三、垃圾收集器
1、Serial收集器
这个收集器时单线程的收集器，它进行来寄收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它收集结束。
2、ParNew收集器
ParNew收集器是Serial收集器的多线程版本，除了使用多线程进行垃圾收集之外，其余行为包括Serial收集器可用的所有控制参数、收集算法、Stop The World、对象分配规则、回收策略等都与Serial收集器一样。
3、Parallel Scavenge收集器
Parallel Scavenge收集器是一个新生代收集器，它也是使用复制算法的收集器，又是并行的多线程收集器。Parallel Scavenge收集器的目标是达到一个可控制的吞吐量（Throughput）。所谓的吞吐量就是CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值，即吞吐量=运行用户代码时间/（运行用户代码时间+垃圾收集时间）。
Parallel Scavenge收集器提供了两个参数用于精确控制吞吐量，分别是控制最大垃圾收集停顿时间的-XX:MaxGCPauseMillis参数以及直接设置吞吐量大小的-XX:GCTimeRatio参数。 Parallel Scavenge收集器还有一个参数：-XX:+UseAdaptiveSizePolicy，这个参数打开之后，就不需要手工指定新生代的小小（-Xms）、Eden与Survivor区的比例（-XX:SurvivorRatio）、晋升老年代对象大小（-XX:PretenureSizeThreshold）等参数了。虚拟机会自动调整，这种方式称为GC自适应的调节策略（GC Ergonomics）。
4、Serial Old收集器
Serial Old收集器是Serial收集器的老年代版本，是一个单线程收集器，使用“标记-整理”算法。这个收集器的主要意义也是在于给Client模式下的虚拟机使用。如果在Server模式下，那么它主要还有两大用途：一种用途是JDK1.5以及之前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用，另一种用途是作为CMS收集器的后备预案，在并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用。
5、Parallel Old收集器
Parallel Old收集器是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记-整理”算法。
6、CMS收集器
CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。是基于“标记-清楚”算法实现的，主要有四个运行步骤，包括：初始标记（CMS initial mark），并发标记（CMS concurrent mark），重新标记（CMS remark），并发清除（CMS concurrent sweep）
7、G1收集器
G1是一款面向服务端应用的垃圾收集器。G1具备以下特点：并行与并发，分代收集，空间整理，可预测的停顿。使用G1收集器时，Java堆的内存布局就与其他收集器有很大差别，它将整个Java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region），虽然还保留有新生代和老年代的概念，但新生代和老年代不再是物理隔离的了，它们都是一部分Region的集合。
四、内存分配策略
对象的内存分配，就是在堆上分配，对象主要分配在新生代Eden区上。
1、对象优先在Eden分配
大多数情况下，对象在新生代Eden区中分配。当Eden区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次Minor GC。
2、大对象直接进入老年代
所谓的大对象是指，需要大量连续内存空间的Java对象，最典型的就是那种很长的字符串以及数组。虚拟机提供了一个-XX:PretenureSizeThreshold参数，令大于这个设置值的对象直接在老年代分配。
3、长期存活的对象将进入老年代
虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄计数器，对象在Survivor中每“熬过”一次Minor GC，年龄就增加1岁，当它的年龄达到一定程度，就会晋升到老年代。对象晋升的阈值，可以通过参数-XX:MaxTenuringThreshold设置。
4、动态对象年龄判定
如果在Survivor空间中相同年龄所有对象的大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或者该年龄的对象就可以直接进入老年代，无须等到XX:MaxTenuringThreshold中要求的年龄。
5、空间分配担保
在发生Minor GC之前，虚拟机会先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象空间，如果这个条件成立，那么Minor GC 可以确保是安全的。如果不成立，则虚拟机会查看HandlerPromotionFailure设置值是否允许担保失败。如果允许，那么会继续检查老年代最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小，如果大于，将尝试着进行一次Minor GC，尽管这次Minor GC 是有风险的；如果小于，或者HandlerPromotionFailure设置不允许冒险，那么这时也要改为进行一次Full GC。
本文来自于《深入Java虚拟机-JVM高级特性与最佳实践》---周志明。如果侵权，请联系作者删除。
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