JVM GC

什么样的对象会被GC?

超出作用域或者引用计数为空的对象，从gc root开始搜索找不到的对象，并且经历过一次标记、清理后，仍然没有复活的对象。

解释：
对象被引用一次，引用计数+1。但是若出现两个对象互相引用，没有其他对象引用他们，那么他们会造成资源泄露。所以只适合一些简单的引用场景。

GC roots”，或者说tracing GC的“根集合”，就是一组必须活跃的引用，不是对象。

例如说，这些引用可能包括：

• 所有Java线程当前活跃的栈帧里指向GC堆里的对象的引用；换句话说，当前所有正在被调用的方法的引用类型的参数/局部变量/临时值。
• VM的一些静态数据结构里指向GC堆里的对象的引用，例如说HotSpot VM里的Universe里有很多这样的引用。 JNI
  handles，包括global handles和local handles
• （看情况）所有当前被加载的Java类
• （看情况）Java类的引用类型静态变量
• （看情况）Java类的运行时常量池里的引用类型常量（String或Class类型）
• （看情况）String常量池（StringTable）里的引用

Tracing GC的根本思路就是：给定一个集合的引用作为根出发，通过引用关系遍历对象图，能被遍历到的（可到达的）对象就被判定为存活，其余对象（也就是没有被遍历到的）就自然被判定为死亡。注意再注意：tracing GC的本质是通过找出所有活对象来把其余空间认定为“无用”，而不是找出所有死掉的对象并回收它们占用的空间。
GC roots这组引用是tracing GC的起点。要实现语义正确的tracing GC，就必须要能完整枚举出所有的GC roots，否则就可能会漏扫描应该存活的对象，导致GC错误回收了这些被漏扫的活对象。

这就像任何递归定义的关系一样，如果只定义了递推项而不定义初始项的话，关系就无法成立——无从开始；而如果初始项定义漏了内容的话，递推出去也会漏内容。

那么分代式GC对GC roots的定义有什么影响呢？
答案是：分代式GC是一种部分收集（partial collection）的做法。在执行部分收集时，从GC堆的非收集部分指向收集部分的引用，也必须作为GC roots的一部分。
具体到分两代的分代式GC来说，如果第0代叫做young gen，第1代叫做old gen，那么如果有minor GC / young GC只收集young gen里的垃圾，则young gen属于“收集部分”，而old gen属于“非收集部分”，那么从old gen指向young gen的引用就必须作为minor GC / young GC的GC roots的一部分。
继续具体到HotSpot VM里的分两代式GC来说，除了old gen到young gen的引用之外，有些带有弱引用语义的结构，例如说记录所有当前被加载的类的SystemDictionary、记录字符串常量引用的StringTable等，在young GC时必须要作为strong GC roots，而在收集整堆的full GC时则不会被看作strong GC roots。

换句话说，young GC比full GC的GC roots还要更大一些。

什么时候进行GC？

1、直接调用System.gc()进行GC

2、老年代空间不足时触发full GC。
老年代只有在新生代对象转为大对象、大数组时才会出现空间不足的现象，当执行Full GC后空间依然不足时，则会抛出java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 。为避免以上两种状况引起的FullGC，调优时应尽量做到让对象在Minor GC阶段被回收、让对象在新生代多存活一段时间及不要创建过大的对象及数组。

3、Permanet Generation(又称方法区、持久代）空间满
Permanet Generation中存放的为一些class的信息等，当系统中要加载的类、反射的类和调用的方法较多时，Permanet Generation可能会被占满，在未配置为采用CMS GC的情况下会执行Full GC。如果经过Full GC仍然回收不了，那么JVM会抛出如下错误信息：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
为避免Perm Gen占满造成Full GC现象，可采用的方法为增大Perm Gen空间或转为使用CMS GC。

4、统计得到的Minor GC晋升到老年代的平均大小大于老年代的剩余空间
这是一个较为复杂的触发情况，Hotspot为了避免由于新生代对象晋升到旧生代导致旧生代空间不足的现象，在进行Minor GC时，做了一个判断，如果之前统计所得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于旧生代的剩余空间，那么就直接触发Full GC。

例如程序第一次触发MinorGC后，有6MB的对象晋升到旧生代，那么当下一次Minor GC发生时，首先检查旧生代的剩余空间是否大于6MB，如果小于6MB，则执行Full GC。

当新生代采用PSGC时，方式稍有不同，PS GC是在Minor GC后也会检查，例如上面的例子中第一次Minor GC后，PS GC会检查此时旧生代的剩余空间是否大于6MB，如小于，则触发对旧生代的回收。

程序员不能具体控制时间，系统在不可预测的时间调用System.gc()函数的时候；当然可以通过调优，用NewRatio控制newObject和oldObject的比例，用MaxTenuringThreshold 控制进入oldObject的次数，使得oldObject 存储空间延迟达到full gc,从而使得计时器引发gc时间延迟OOM的时间延迟，以延长对象生存期。

eden满了minor gc，升到老年代的对象大于老年代剩余空间full
gc，或者小于时被HandlePromotionFailure参数强制full
gc；gc与非gc时间耗时超过了GCTimeRatio的限制引发OOM，调优诸如通过NewRatio控制新生代老年代比例，通过
MaxTenuringThreshold控制进入老年前生存次数等

GC 时做了什么？

1、删除不使用的对象，回收内存空间
2、停止其他线程执行、运行finalize。
3、新生代整理内存时，进行复制整理。使用了两个内存空间from survivor、to survivor。
4、老年代进行标记清理、标记清理后进行压缩，清楚碎片。

GC的策略有哪些？优劣势？适用于什么场景？

Heap划分为两大类New Generation（新生代），Old Generation（老年代）。Minor GC是针对New Generation的，而Full GC是则是对新生代和老年代一起做GC， 所以Full GC的开销会非常大，要净量避免。
1、New Generation GC策略：Minor GC

 Serial GC。采用单线程方式，用Copying算法。New Generation会再次被划分成Eden Space和S0、S1，Copying算法所需要的额外内存空间，S0和S1又称为From Space和To Space。
 Parallel Scavenge。将内存空间分段来使用多线程，Copying算法。
 ParNew，比Parallel Scavenge多做了与Old Generation使用CMS GC一起发生时的特殊处理。

2、 Old Generation的GC策略

 Serial GC。采用单线程方式，使用Mark-Sweep和Mark-Compact gc算法。
 Parallel Mark-Sweep、Parallel Mark-Compact。同样也是把Old Generation空间进行划分成regions，只是粒度更细了。
 CMS（Concurrent Mark-Sweep） GC。我承认这个GC我真的没怎么看懂，目的是为了实现并发，结果就造成具体实现太麻烦了。有兴趣的朋友去看书吧，文末我说了是哪本书。这里有个地方可以说一下，就是算法使用的还是Mark-Sweep，对于内存碎片的问题，CMS提供了一个内存碎片的整理功能，会在执行几次Full GC以后执行一次。

GC算法

1、引用计数法
一个对象，每被引用一次计数+1，只要对象不在任何地方被引用，那么他将被回收。但是存在一个问题，两个对象互相引用，但是都不被第三个对象引用，则会造成资源泄露。故该算法只能用于简单的引用场景。
2、跟踪收集法
把系统的整个引用想象成一个允许有环路的树形结构，但根节点只有一个，然后从根节点出发查看对象是否可达。但是这个需要程序暂停，来保证一次扫描的现场不变。
3、复制法Copying
需要两块内存空间，把扫描的可达对象复制到另一个空间，然后把原空间全部清除。适用于存活对象较少的情况。
4、标记清除法Mark-Sweep
把扫描到的可达对象都标记起来，然后把未标记的对象清除。该清除法会有内存碎片。适用于存活对象较多的情况。
5、标记清除压缩法Mark-Compact
把扫描到的可达对象都标记起来，然后把未标记的对象清除，然后进行压缩，让内存连续起来清除碎片。

摘至：
http://blog.youkuaiyun.com/cy609329119/article/details/51771953
http://blog.youkuaiyun.com/u014421556/article/details/52396706
https://www.zhihu.com/question/53613423/answer/135743258