JVM垃圾收集GC

1.如何判断垃圾对象

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；当引用失效时，计数器减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。
引用技术算法实现相对简单，判定效率也比较高（ActionScript3，Python语言等都使用此算法），但是java虚拟机没有使用这个算法，主要原因是引用技术算法很难解决循环引用的问题

2）可达性分析算法

在主流的商用程序语言（java、c#）的主流实现中，都是通过可达性分析来判定对象是否存活的。
对任何“活”的对象，一定能最终追溯到其存活在堆栈或静态存储区之中的引用。
通过一系列名为根（GC Roots）的引用作为起点，从这些根开始搜索，经过一系列的路径，如果可以到达java堆中的对象，那么这个对象就是“活”的，是不可回收的。可以作为根的对象有：

• 虚拟机栈（栈桢中的本地变量表）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的引用的对象。

2. 两次标记过程

• 如果对象在进行可达性分析后发现没有被任何GC Roots对象所引用，那么它将被第一次标记并且进行一次筛选，条件是此对象是否有必要执行finalize（）方法。当对象没有覆盖finalize（）或finalize（）方法以及被虚拟机调用过（只会被调用一次），虚拟机将视为没有必要执行finalize
• 如果需要执行finalize（），那么这个对象将被放置在一个叫做F-queue队列之中，并在稍后由一个虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程去执行它
• finalize（）是对象逃脱被回收的最后一次机会，稍后GC将对F-queue中的对象进行第二次标记。如果对象要在finalize（）中拯救自己（把this赋值给某个类变量或者对象的成员变量）那么第二次标记的时候它将被移出”即将回收“的集合。否则，对象会被回收。

3.回收方法区

永久代的垃圾收集主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。
废弃常量：假如一个字符串为”abc“，如果没有被任何String对象引用，如果此时发生内存回收且有必要回收的时候，”adb“常量会被系统清理出常量池
无用的类：
1.该类所有的实例都已经被回收，也就是行锁java堆中不存在该类的任何实例
2.加载该类的ClassLoader已经被回收
3.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
HotSpot虚拟机提供了-Xnoclassgc参数来控制是否回收类

4.垃圾收集算法

垃圾收集器通常会假设大部分的对象的存活时间都非常短，只有少数对象的存活时间比较长。
垃圾收集算法在JVM中主要是复制算法（新生代GC）和标记/整理算法（老年代GC）。

标记-清除（Mark-Sweep）算法
算法过程：
1. 先判定对象是否可回收，对其标记。
2. 统一回收（简单地删除对垃圾对象的内存引用）。
优点：简单直观容易实现和理解。缺点：效率不高，内存空间碎片化。

复制（Copying）算法
将内存平均分成A、B两块，算法过程：
1. 新生对象被分配到A块中未使用的内存当中。当A块的内存用完了， 把A块的存活对象对象复制到B块。
2. 清理A块所有对象。
3. 新生对象被分配的B块中未使用的内存当中。当B块的内存用完了， 把B块的存活对象对象复制到A块。
4. 清理B块所有对象。
5. goto 1。
优点：简单高效。缺点：内存代价高，有效内存为占用内存的一半。

对复制算法进一步优化：使用Eden/S0/S1三个分区
平均分成A/B块太浪费内存，采用Eden/S0/S1三个区更合理，空间比例为Eden:S0:S1==8:1:1，有效内存（即可分配新生对象的内存）是总内存的9/10。
算法过程：
1. Eden+S0可分配新生对象；
2. 对Eden+S0进行垃圾收集，存活对象复制到S1。清理Eden+S0。一次新生代GC结束。
3. Eden+S1可分配新生对象；
4. 对Eden+S1进行垃圾收集，存活对象复制到S0。清理Eden+S1。二次新生代GC结束。
5. goto 1。

标记-紧凑（Mark-Compact）
算法过程：
1. 标记：标记可回收对象（垃圾对象）和存活对象。
2. 紧凑（也称“整理”）：将所有存活对象向内存开始部位移动，称为内存紧凑（相当于碎片整理）。完毕后，清理剩余内存空间。

分代收集策略
由于不同的对象适合使用不同的垃圾收集算法，所以引入“代”这个概念。不同的代有不同的分区，一般分为新生代区和老年代区。
新生代：适合采用复制算法进行垃圾收集，对象分布在Eden/S0/S1三个区。
老年代：适合采用标记-紧凑算法进行垃圾收集。