GC算法汇总

垃圾内存判断策略

引用计数法 Reference Counting

给对象添加一个引用计数器，每过一个引用计数器值就+1，少一个引用就-1。当它的引用变为0时，该对象就不能再被使用。它的实现简单，判定效率高，但伴随加减法影响性能，对于循环引用的对象无法进行回收。

根搜索算法 GC Roots Tracing

以一系列叫“GC Roots”的对象为起点开始向下搜索，走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象没有和任何引用链相连时，证明此对象是不可用的，用图论的说法是不可达的。那么它就会被判定为是可回收的对象。

JAVA里可作为GC Roots的对象：
虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
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（即Native方法）的引用的对象

GC算法

标记-清除算法 Mark-Sweep

这是一个非常基本的GC算法，它是现代GC算法的思想基础，分为标记和清除两个阶段：先把所有活动的对象标记出来，然后把没有被标记的对象统一清除掉。但是它有两个问题，一是效率问题，两个过程的效率都不高。二是空间问题，清除之后会产生大量不连续的内存空间。

复制算法 Copying

复制算法是将原有的内存空间分成两块，每次只使用其中的一块。在GC时，将正在使用的内存块中的存活对象复制到未使用的那一块中，然后清除正在使用的内存块中的所有对象，并交换两块内存的角色，完成一次垃圾回收。它比标记-清除算法要高效，但不适用于存活对象较多的内存，因为复制的时候会有较多的时间消耗。它的致命缺点是会有一半的内存浪费。

标记整理算法 Mark-Compact

标记整理算法适用于存活对象较多的场合，它的标记阶段和标记-清除算法中的一样。整理阶段是将所有存活的对象压缩到内存的一端，之后清理边界外所有的空间。它的效率也不高。

标记-清除算法、复制算法、标记整理算法的总结：

三个算法都基于根搜索算法去判断一个对象是否应该被回收，而支撑根搜索算法可以正常工作的理论依据，就是语法中变量作用域的相关内容。因此，要想防止内存泄露，最根本的办法就是掌握好变量作用域，而不应该使用C/C++式内存管理方式。
在GC线程开启时，或者说GC过程开始时，它们都要暂停应用程序（stop the world）。

它们的区别如下：（>表示前者要优于后者，=表示两者效果一样）
（1）效率：复制算法>标记/整理算法>标记/清除算法（此处的效率只是简单的对比时间复杂度，实际情况不一定如此）。
（2）内存整齐度：复制算法=标记/整理算法>标记/清除算法。
（3）内存利用率：标记/整理算法=标记/清除算法>复制算法。

注1：可以看到标记/清除算法是比较落后的算法了，但是后两种算法却是在此基础上建立的。
注2：时间与空间不可兼得。

分代收集算法：（新生代的GC+老年代的GC）

当前商业虚拟机的GC都是采用的“分代收集算法”，这并不是什么新的思想，只是根据对象的存活周期的不同将内存划分为几块儿。一般是把Java堆分为新生代和老年代：短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。

• 少量对象存活，适合复制算法：在新生代中，每次GC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，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成GC。
• 大量对象存活，适合用标记-清理/标记-整理：在老年代中，因为对象存活率高、没有额外空间对他进行分配担保，就必须使用“标记-清理”/“标记-整理”算法进行GC。

注：老年代的对象中，有一小部分是因为在新生代回收时，老年代做担保，进来的对象；绝大部分对象是因为很多次GC都没有被回收掉而进入老年代。

GC时为什么会有全局停顿？
避免无法彻底清理干净。
GC的工作必须在一个能确保一致性的快照中进行。

GC参数常见配置汇总

-Xms: 初始堆大小
-Xmx: 最大堆大小
-XX:NewSize=n: 设置年轻代大小
-XX:MaxPermSize=n: 设置持久代大小
-XX:+UseParalledlOldGC: 设置并行年老代收集器
-XX:+UseConcMarkSweepGC: 设置并发收集器
-XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCTimeStamps
-Xloggc:filename
-XX:MaxGCPauseMillis=n: 设置并行收集最大暂停时间
-XX:GCTimeRatio=n: 设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为 1/(1+n)
-XX:+CMSIncrementalMode: 设置为增量模式。适用于单 CPU 情况。
-XX:+UseSerialGC：在新生代和老年代使用串行收集器
-XX:SurvivorRatio：设置eden区大小和survivior区大小的比例，年轻代中 Eden 区与两个 Survivor 区的比值。注意 Survivor 区有两个。如： 3，表示 Eden： Survivor=3： 2，一个 Survivor 区占整个年轻代的 1/5
-XX:NewRatio:设置年轻代和年老代的比值。如:为 3，表示年轻代与年老代比值为 1：3，年轻代占整个年轻代年老代和的 1/4
-XX:+UseParNewGC：在新生代使用并行收集器
-XX:+UseParallelGC ：新生代使用并行回收收集器
-XX:+UseParallelOldGC：老年代使用并行回收收集器
-XX:ParallelGCThreads：设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的 CPU数。并行收集线程数。
-XX:+UseConcMarkSweepGC：新生代使用并行收集器，老年代使用CMS+串行收集器
-XX:ParallelCMSThreads：设定CMS的线程数量
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction：设置CMS收集器在老年代空间被使用多少后触发
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：设置CMS收集器在完成垃圾收集后是否要进行一次内存碎片的整理
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：设定进行多少次CMS垃圾回收后，进行一次内存压缩
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled：允许对类元数据进行回收
-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction：当永久区占用率达到这一百分比时，启动CMS回收
-XX:UseCMSInitiatingOccupancyOnly：表示只在到达阀值的时候，才进行CMS回收