Java垃圾回收

当我们的内存不足的时候，会进行GC，也就是垃圾回收，收回占用的内存空间。所谓的垃圾，就是不会再被使用的对象，那么我们如何识别一个对象时存活的呢？那就是判断这个对象节点是否可达，这个判定可达的算法就是根索引算法。

• 根索引算法
  所谓根索引算法就是GC通过“GC Roots”节点开始，从上往下进行搜索，搜索走过的路径叫做“引用链”。当一个对象到引用链没有引用链相连时，表示这个对象不可达。也就会被判定为可以回收的对象。那么，问题来了，“GC Roots”是什么呢？事实是，只有以下几种对象可以作为”GC Roots”节点：
  1）虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
  2）方法区中的类静态属性引用的对象
  3）方法区中的常量的引用变量
  4）本地方法栈中JNI（通常说的Native方法）引用的对象

接下来我们看GC所使用的算法：

• 引用计数法
  即一个A对象，当被引用时，A的引用计数器加一，取消引用时减一，当引用计数为0时表示A不可能再被使用，可以被回收。但是这个方法有一个明显的缺点那就是不能处理循环引用的问题。现在的java虚拟机并不是采用这种方法
• 标记清除法
  这个方法分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。
  在真正宣告一个对象死亡，至少经历两次标记过程，如果经过对象可达性分析之后没有与”GC Roots”相连的引用链，那么将会进行第一次标记并进筛选，筛选的条件是是否有必要执行finalize()方法，当对象没有覆盖finalize()或者已经执行finalize()方法，虚拟机将这两种情况均视为“没有必要”。如果被判定为有必要执行，则将这个对象放置于F-Queue的队列中，并在稍后由虚拟机自动建立的低优先级线程执行它。finalize()是对象逃脱死亡的最后一次机会，稍后GC会进行第二次标记，若对象在dinalize()方法中成功拯救自己，则第二次标记时会将之移出待回收队列，否则就会被回收。
  在清除阶段则会将已经标记的对象（不可达对象）进行清除，如下图所示，这种方式主要的问题就是空间的碎片化，也就是内存空间不连续，当给大对象分配内存空间时，效率要远远低于连续空间：
  
• 复制算法
  为了解决上面所说的效率问题，复制算法应运而生，他的思想是：将容量划分为等量的两块，每次只使用其中的一块，当这一块内存用完了，就将还存货的对象复制到另外一块空间，然后将已经使用的空间一次性清理掉，那么新的对象添加就不用考虑碎片化的问题，但是缺点是这种算法将内存减小为原来的一半。
  
• 标记整理法
  标记整理法又叫标记压缩法，他是在标记清除法的基础上做了一些优化，标记的过程和标记清除法一样，压缩过程就是将所有的存活对象压缩到内存空间的一端，之后，清理边界外所有的空间，这样避免了碎片化，同时也不会让空间减小为一半。
  
• 分代算法
  分代算法是目前大部分jvm所采用的算法，其核心思想就是根据对象不同的生命周期将内存划分为不同的域，一般情况下将GC堆分为老年代和新生代，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。
  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, To)，Eden和两个Survivor空间的大小比是8:1:1，在新生代中采用的是复制算法，每次使用Eden空间和From空间，当进行回收时，将该两块空间中还存活的对象复制到To空间中，然后To空间变为From空间。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。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。
  老年代采用的是标记整理算法，对象的内存分配主要在新生代的Eden Space和Survivor Space的From Space，大的对象会直接分配到老生代。