在对象垃圾回收之前，需要知道，哪些对象需要被回收，以下两种算法，用来查找，需要被回收的对象

引用计数法

这是一种非常简单高效的算法（缺点也很明显），为每个对象创建计数器当对象被引用一次时，则计数器+1，引用释放时计数器-1，只用收集计数为0的对象进行GC即可，但是缺点也很明显

无法解决循环引用问题
JVM需要为对象生成额外的代码维护计数器

因为以上的原因所以该算法并没有被JVM所使用

根搜索算法

设立若干种根对象（GCRoots），当任何一个根对象到某一个对象均不可达时，则认为这个对象是可以被回收的。

由此可以排除，引用计数法中对象循环引用的问题，例如上图ObjectD和ObjectE对象相互引用但是他到达GC Roots不可达，所以GC的时候还是会被回收的。

那么什么样的对象能成为GC Roots对象呢，在JVM中有以下几种？为什么？

虚拟机栈中的本地变量表引用的变量。（因为：方法在执行中引用的对象不能被回收，回收了方法就没法执行了）
方法区中的类静态属性引用的对象。（因为：类的静态属性引用的对象不会被回收）
方法区中的常量引用的对象，主要指的是声明为final的常量值。（因为：类的静态属性引用的对象不会被回收）
本地方法栈中JNI的引用的对象。（因为：方法在执行中引用的对象不能被回收，回收了方法就没法执行了）

不是引用不可达的所有对象都会被回收，例如：对象如果实现了finailzed，方法中引用了

以上两种两种算法解决的是垃圾何时回收的问题，
那么下面的几种算法是解决垃圾如何回收的问题。

标记清除算法

该算法是在可以使用的内存被耗尽的时候，GC线程就会被触发并将程序暂停，随后将依旧存活的对象标记一遍，最终再将堆中所有没被标记的对象全部清除掉，接下来便让程序恢复运行

标记：标记的过程其实就是，遍历所有的GC Roots，然后将所有GC Roots可达的对象标记为存活的对象
清除：清除的过程将遍历堆中所有的对象，将没有标记的对象全部清除掉。

上图比较只管的看到了算法的运行方式：

第一步：标搜索记存活的对象，将其mark标记为1
第二步：将所有mark为0的对象清除
第三部：将所有对象mark重置为0

但是该算法有非常明显的缺点

GC的时候需要停止应用程序
GC的时候遍历全堆效率很低
GC后内存空间不连续，产生内存碎片
JVM需要单独问题一个内存空闲表

综上所述该算法基本没有，所以又引伸出了以下几种算法

复制算法

将内存分为两个空间，活动空间和空闲空间，所有动态分配的对象都在活动空间中创建，当有效内存空间耗尽时，JVM将暂停程序运行，开启复制算法GC线程。接下来GC线程会将活动区间内的存活对象，全部复制到空闲区间，且严格按照内存地址依次排列，与此同时，GC线程将更新存活对象的内存引用地址指向新的内存地址。
此时，空闲区间已经与活动区间交换，而垃圾对象现在已经全部留在了原来的活动区间，也就是现在的空闲区间。事实上，在活动区间转换为空间区间的同时，垃圾对象已经被一次性全部回收。

以上的方式解决了，GC出现内存碎片的问题，但是却有以下两个缺点

内存被分成了两份，浪费了50%的空间空间
需要将对象复制一遍，如果存活的对象很多，则需要复制的对象很多，效率底下（但是如果不多的话就会效率高一点，适合用于新生代对象，在实际中，部分新生代用到了此方法.

标记整理算法

该算法与标记清除算法类似，标记-整理（排序和清除）

标记：它的第一个阶段与标记/清除算法是一模一样的，均是遍历GC Roots，然后将存活的对象标记。
排序：移动所有存活的对象，且按照内存地址次序依次排列。
清除：然后将末端内存地址以后的内存全部回收。

标记/整理算法不仅可以弥补标记/清除算法当中，内存区域分散的缺点，也消除了复制算法当中，内存减半的高额代价，但是任何算法都会有其缺点，标记/整理算法唯一的缺点就是效率也不高，不仅要标记所有存活对象，还要整理所有存活对象的引用地址。从效率上来说，标记/整理算法要低于复制算法。

分代搜集算法

从以上三种算法中我们可以看到，各有优缺点，

复制算法速度快，但是占用内存多
标记清除，标记整理速度慢但是节省内存

所以大神们根据对象存活时间不同，将以上三种算法结合起来开创了分代搜集算法

新生对象：划分一个空间，使用其中80%部分存储新建对象，剩余分成两个10%部分用于复制算法进行GC，因为该GC后剩余存活的对象留在其中的10%空间中，这个空间就是新生代空间
老年对象：当对象在新生代经过几次GC后仍然没死（JVM会统计次数），或者在新生代存活对象占用的内存超过10%时，对象就会被移动到另一个空间，又称老年代，因为该区域的对象不经常死去，所以GC次数较少的时间要求不是很高，但是对空间有要求，则该区域一般使用标记整理算法
永存对象：这部分对象基本上永远不被GC，例如加载过的类，常量等，所以这部分也用的是标记整理算法

GC类型

以上三个区域不是同时GC的，新生代对象经常GC，而老年代和永久代不经常GC，所以GC分为两种方式

普通GC：Scavenge GC 只针对新生代区域的GC。
全局GC：Full GC 针对年老代的GC，偶尔伴随对新生代的GC以及对永久代的GC

04 | JVM-GC算法