对象存活判定算法

引用计数算法

原理是每个对象都有一个引用计数器，当被引用时，计数器加1，取消引用时计数器减1。计数器为0时表明该对象不再被其他对象引用，就可以回收。
弊端是当出现循环引用时无法回收，导致内存泄露。

可达性分析算法

原理是通过一系列成为GC ROOTS的对象作为根节点，开始向下搜索，所走过的路径成为引用链，当一个对象通过任何引用链都不可达时，这个对象就会被回收。
可以作为GC roots的对象包括：

• 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。

JAVA中的引用

• 强引用
• 软引用
• 弱引用
• 虚引用

对象的自我救赎

当对象在可达性分析算法中通过任何引用链都不可达时，该对象也不会立即被回收。只是相当于被判死缓。真正执行死刑分两次标记阶段：当对象不可达时，被第一次标记并且筛选，看该对象是否有必要执行finalize方法。如果该对象没有覆盖finalize方法或者该对象的finalize方法已经被执行过，则该对象就没有必要执行finalize方法。如果该对象被判定为有必要执行finalize方法，那么这个对象将被放入一个叫做F-Queue的队列中，然后由一个虚拟机自动建立的低优先级的finalizer线程去执行。所谓的执行只代表触发这个方法，并不会等待方法执行结束，这是因为如果一个对象在finalize方法中执行缓慢或者出现死循环，则这个线程将会被阻塞，F-Queue中的其他对象永远处于等待中，整个内存回收系统会崩溃。finalize才能决定该对象最后的命运。如果在finalize方法中重新与引用链 中 的对象建立关联，譬如把自己赋值给某个类变量或者对象的成员变量，在第二次标记时该对象将被从F-Queue队列中移除。剩下的对象将被真的回收。但是如果被移除的对象又一次被判死刑，则finalize方法也拯救不了它了，因为finalize方法只会被执行一次。（这就好比一个女人被判了死刑，但是执行死刑前发现该犯人怀孕了，那就不会被执行死刑了。但是这免死金牌只能用一次。）

垃圾收集算法

• 标记-清除算法
  是其他收集算法的基础。缺点是标记和清除阶段效率都比较低，而且会导致内存碎片问题。
• 复制算法
  原理是把内存分为大小相等的两块，每次分配只在其中一块上进行分配，当这块内存用完的时候就将还存活的对象复制到另一块中，然后将这块全部清理掉。这样使得每次都是对整个半区进行回收，而且也没有碎片问题，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可。优点是比较简单，效率比较高。缺点是将可用内存缩减为原来的一半了，代价比较高，而且如果存活对象比较多，则复制操作就会比较多，效率就会变低。年轻代的垃圾回收算法采用此算法。
• 标记-整理算法
  原理是标记过程依然与“标记-清理”算法中的标记过程一样。只是在清理阶段是将存活对象移动到一起，然后将剩下的空间清理。
• 分代收集算法

垃圾收集器

• Serial收集器（年轻代采用）
  它是个单线程的收集器。在进行垃圾收集时必须暂停其他所有的工作线程。STOP THE WORLD。优点是简单高效。
• ParNew收集器（年轻代采用）
  ParNew收集器是Serial收集器的多线程版本。
• Parallel Scavenge收集器（年轻代采用）
  也被称为“吞吐量优先收集器”。机制上也是多线程的，与ParNew收集器一样。但是它的关注点不是尽可能的缩短用户线程等待时间，而是达到一个可控制吞吐量。另外Parallel Scavenge收集器有一个自适应调节策略，即虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，然后动态的调整参数来提供合适的停顿时间或者提升最大的吞吐量。
• Serial Old收集器（老年代采用）
  Serial Old收集器是Serial收集器的年老代版本。也是单线程的，但是使用“标记-整理”算法。
• Parallel Old收集器（老年代采用）
  它是Parallel Scavenge收集器的老年代版本。使用多线程和“标记-整理”算法。
• CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器
  基于“标记-清除”算法实现。目标是停顿时间最短，适合服务端应用。
  运作过程分四个步骤：
  1、初始标记。该阶段只标记GC ROOTS能直接关联到的对象。需要STOP THE WORLD。
  2、并发标记。该阶段开始整个引用链的标记过程，是和用户线程并发执行的。
  3、重新标记。该阶段是为了修正并发标记阶段因为用户程序持续运行而导致的变动。
  4、并发清除。该阶段也是和用户线程并发执行的。
  该收集器优点：并发收集、低停顿。
  缺点：并发阶段需要占用一部分线程，抢占CPU，所以势必导致用户线程的执行变慢。无法处理浮动垃圾。而且由于基于“标记-清除”算法，所以会产生内存碎片。
• G1收集器
  特点：
  1、并行与并发。
  2、分代收集
  3、空间整合
  4、可预测的停顿

内存分配与回收策略

• 对象优先在Eden区分配
• 大对象直接在老年代分配。虚拟机提供了一个-XX:PretenureSizeThreshold参数来设置。
• 长期存活的对象将进入老年代。每个对象都有年龄计数器，虚拟机默认设置的是15岁进入老年代。-XX:MaxTenuringThreshold设置。
• 动态对象年龄判定
  如果在Survivor空间中相同年龄的所有对象大小的总和大于Survivor空间的一般，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代无须达到年龄。
• 空间分配担保
  在发生MinorGC之前，虚拟机会检查年老的最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间，如果大于，则可以进行MinorGC；否则虚拟机会查看HandlePromotionFailure设置值是否允许担保失败，如果允许那么继续检查年老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，将尝试进行一次MinorGC，如果小于或者不允许担保失败，则改为进行FullGc。