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垃圾收集策略与算法
程序计数器、虚拟机栈、本地办法栈随线程而生，也随线程而灭；栈帧随着办法的开始而入栈，随着办法的完结而出栈。这几个区域的内存调配和回收都具备确定性，在这几个区域内不须要过多思考回收的问题，因为办法完结或者线程完结时，内存天然就跟随着回收了。
而对于 Java 堆和办法区，咱们只有在程序运行期间能力晓得会创立哪些对象，这部分内存的调配和回收都是动静的，垃圾收集器所关注的正是这部分内存。
断定对象是否存活
若一个对象不被任何对象或变量援用，那么它就是有效对象，须要被回收。
援用计数法
在对象头保护着一个 counter 计数器，对象被援用一次则计数器 +1；若援用生效则计数器 -1。当计数器为 0 时，就认为该对象有效了。
援用计数算法的实现简略，断定效率也很高，在大部分状况下它都是一个不错的算法。然而支流的 Java 虚拟机里没有选用援用计数算法来治理内存，次要是因为它很难解决对象之间循环援用的问题。（尽管循环援用的问题可通过 Recycler 算法解决，然而在多线程环境下，援用计数变更也要进行低廉的同步操作，性能较低，晚期的编程语言会采纳此算法。）
举个栗子 👉 对象 objA 和 objB 都有字段 instance，令 objA.instance = objB 并且 objB.instance = objA，因为它们相互援用着对方，导致它们的援用计数都不为 0，于是援用计数算法无奈告诉 GC 收集器回收它们。
可达性分析法
所有和 GC Roots 间接或间接关联的对象都是无效对象，和 GC Roots 没有关联的对象就是有效对象。
GC Roots 是指：
- Java 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中援用的对象
- 本地办法栈中援用的对象
- 办法区中常量援用的对象
- 办法区中类动态属性援用的对象
GC Roots 并不包含堆中对象所援用的对象，这样就不会有循环援用的问题。
援用的品种
断定对象是否存活与“援用”无关。在 JDK 1.2 以前，Java 中的援用定义很传统，一个对象只有被援用或者没有被援用两种状态，咱们心愿能形容这一类对象：当内存空间还足够时，则保留在内存中；如果内存空间在进行垃圾收集后还是十分缓和，则能够摈弃这些对象。很多零碎的缓存性能都合乎这样的利用场景。
在 JDK 1.2 之后，Java 对援用的概念进行了裁减，将援用分为了以下四种。不同的援用类型，次要体现的是对象不同的可达性状态 reachable 和垃圾收集的影响。
强援用（Strong Reference）
相似 “Object obj = new Object()” 这类的援用，就是强援用，只有强援用存在，垃圾收集器永远不会回收被援用的对象。然而，如果咱们 谬误地放弃了强援用，比方：赋值给了 static 变量，那么对象在很长一段时间内不会被回收，会产生内存透露。
软援用（Soft Reference）
软援用是一种绝对强援用弱化一些的援用，能够让对象豁免一些垃圾收集，只有当 JVM 认为内存不足时，才会去试图回收软援用指向的对象。JVM 会确保在抛出 OutOfMemoryError 之前，清理软援用指向的对象。软援用通常用来 实现内存敏感的缓存，如果还有闲暇内存，就能够临时保留缓存，当内存不足时清理掉，这样就保障了应用缓存的同时，不会耗尽内存。
弱援用（Weak Reference）
弱援用的 强度比软援用更弱 一些。当 JVM 进行垃圾回收时，无论内存是否短缺，都会回收 只被弱援用关联的对象。
虚援用（Phantom Reference）
虚援用也称幽灵援用或者幻影援用，它是 最弱 的一种援用关系。一个对象是否有虚援用的存在，齐全不会对其生存工夫形成影响。它仅仅是提供了一种确保对象被 finalize 当前，做某些事件的机制，比方，通常用来做所谓的 Post-Mortem 清理机制。
回收堆中有效对象
对于可达性剖析中不可达的对象，也并不是没有存活的可能。
断定 finalize() 是否有必要执行
JVM 会判断此对象是否有必要执行 finalize() 办法，如果对象没有笼罩 finalize() 办法，或者 finalize() 办法曾经被虚拟机调用过，那么视为“没有必要执行”。那么对象基本上就真的被回收了。
如果对象被断定为有必要执行 finalize() 办法，那么对象会被放入一个 F-Queue 队列中，虚构机会以较低的优先级执行这些 finalize()办法，但不会确保所有的 finalize() 办法都会执行完结。如果 finalize() 办法呈现耗时操作，虚拟机就间接进行指向该办法，将对象革除。
对象新生或死亡
如果在执行 finalize() 办法时，将 this 赋给了某一个援用，那么该对象就新生了。如果没有，那么就会被垃圾收集器革除。
任何一个对象的 finalize() 办法只会被零碎主动调用一次，如果对象面临下一次回收，它的 finalize() 办法不会被再次执行，想持续在 finalize() 中自救就生效了。
回收办法区内存
办法区中寄存生命周期较长的类信息、常量、动态变量，每次垃圾收集只有大量的垃圾被革除。办法区中次要革除两种垃圾：
- 废除常量
- 无用的类
断定废除常量
只有常量池中的常量不被任何变量或对象援用，那么这些常量就会被革除掉。比方，一个字符串 “bingo” 进入了常量池，然而以后零碎没有任何一个 String 对象援用常量池中的 “bingo” 常量，也没有其它中央援用这个字面量，必要的话，”bingo” 常量会被清理出常量池。
断定无用的类
断定一个类是否是“无用的类”，条件较为刻薄。
- 该类的所有对象都曾经被革除
- 加载该类的 ClassLoader 曾经被回收
- 该类的 java.lang.Class 对象没有在任何中央被援用，无奈在任何中央通过反射拜访该类的办法。
一个类被虚拟机加载进办法区，那么在堆中就会有一个代表该类的对象：java.lang.Class。这个对象在类被加载进办法区时创立，在办法区该类被删除时革除。
垃圾收集算法
学会了如何断定有效对象、无用类、废除常量之后，残余工作就是回收这些垃圾。常见的垃圾收集算法有以下几个：
标记 - 革除算法
标记 的过程是：遍历所有的 GC Roots，而后将所有 GC Roots 可达的对象 标记为存活的对象。
革除 的过程将遍历堆中所有的对象，将没有标记的对象全副革除掉。与此同时，革除那些被标记过的对象的标记，以便下次的垃圾回收。
这种办法有两个 有余：
- 效率问题：标记和革除两个过程的效率都不高。
- 空间问题：标记革除之后会产生大量不间断的内存碎片，碎片太多可能导致当前须要调配较大对象时，无奈找到足够的间断内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。
复制算法（新生代）
为了解决效率问题，“复制”收集算法呈现了。它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只应用其中的一块。当这一块内存用完，须要进行垃圾收集时，就将存活者的对象复制到另一块下面，而后将第一块内存全副革除。这种算法有优有劣：
- 长处：不会有内存碎片的问题。
- 毛病：内存放大为原来的一半，节约空间。
为了解决空间利用率问题，能够将内存分为三块：Eden、From Survivor、To Survivor，比例是 8:1:1，每次应用 Eden 和其中一块 Survivor。回收时，将 Eden 和 Survivor 中还存活的对象一次性复制到另外一块 Survivor 空间上，最初清理掉 Eden 和方才应用的 Survivor 空间。这样只有 10% 的内存被节约。
然而咱们无奈保障每次回收都只有不多于 10% 的对象存活，当 Survivor 空间不够，须要依赖其余内存（指老年代）进行调配担保。
调配担保
为对象分配内存空间时，如果 Eden+Survivor 中闲暇区域无奈装下该对象，会触发 MinorGC 进行垃圾收集。但如果 Minor GC 过后仍然有超过 10% 的对象存活，这样存活的对象间接通过调配担保机制进入老年代，而后再将新对象存入 Eden 区。
标记 - 整顿算法（老年代）
标记 ：它的第一个阶段与 标记 - 革除算法 是截然不同的，均是遍历 GC Roots，而后将存活的对象标记。
整顿 ：挪动所有 存活的对象，且依照内存地址秩序顺次排列，而后将末端内存地址当前的内存全副回收。因而，第二阶段才称为整顿阶段。
这是一种老年代的垃圾收集算法。老年代的对象个别寿命比拟长，因而每次垃圾回收会有大量对象存活，如果采纳复制算法，每次须要复制大量存活的对象，效率很低。
分代收集算法
依据对象存活周期的不同，将内存划分为几块。个别是把 Java 堆分为新生代和老年代，针对各个年代的特点采纳最适当的收集算法。
- 新生代：复制算法
- 老年代：标记 - 革除算法、标记 - 整顿算法
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