Java垃圾回收机制简介

    在学习Java GC之前，需要记住一个单词：stop-the-world。它会在任何一种GC算法中发生。stop-the-world意味着JVM因为需要执行GC而停止了应用程序的执行。当stop-the-world发生时，除GC所需的线程外，所有的线程都进入等待状态，直到GC任务完成。GC优化很多时候就是减少stop-the-world的发生。

JVM GC 回收哪个区域内的垃圾

        需要注意的是，JVM，GC 只回收堆区和方法区内的对象。而栈区的数据，在超出作用域后会被JVM自动释放掉，所以它不在JVM GC的管理范围内。

JVM GC 怎么判断对象可以被回收了？

        对象没有引用

        作用域发生未捕获异常

        程序在作用域正常执行完毕

        程序执行了System.exit().

        程序发生意外终止（被杀线程等）

        在java程序中不能显示的分配和注销缓存，因为这些事情JVM都帮我们做了，那就是GC。

        有些时候我们可以将相关的对象设置成null来试图显示清除缓存。但并不是设置为null就会一定被标记为可回收。有可能会发生逃逸。

        将对象设置成null至少没什么坏处，但是使用System.gc()便不可取了 使用System.gc()的时候并不是马上执行GC操作，而是会等待一段时间，甚至不执行。而且System.gc()如果被执行，会触发Full GC，会非常影响性能。

Java GC什么时候执行？

        eden区空间不够存放新对象的时候，执行Minro GC。升到老年代的对象大于老年代剩余空间的时候执行Full GC。调优主要是减少Full GC的触发次数。可以通过NewRatio控制新生代转老年代的比例。通过MaxTenuringThreshold设置对象进入老年代的年龄阀值

按代的垃圾回收机制

        新生代（Young generation）：绝大多数最新被创建的对象都会被分配到这里，由于大部分在创建后很快变得不可达，很多对象被创建在新生代。然后“消失”。对象从这个区域“消失”的过程我们称之为：Minor GC 

        老年代（old generation）：对象没有变得不可达，而且从新生代周期中存活了下来，会被拷贝到这里，其区域分配的空间要比新生代多，也正是由于其相对大的空间。发生在老年代的GC次数要比新生代少得多。对象从老年代中消失的过程，称之为Major GC或者Full GC。

        

        持久代（Permanent generation）也称之为 方法区（Method area）：用于保存类常量以及字符串常量。注意，这个区域不是用于存储那些从老年代存活下来的对象，这个区域也可能发生GC。发生在这个区域的GC事件也被算为 Major GC 。只不过在这个区域发生GC的条件非常严苛，必须符合以下三种条件才会被回收：

        1、所有实例被回收

        2、加载该类的ClassLoader 被回收

        3、Class 对象无法通过任何途径访问（包括反射）

JVM GC 算法讲解

1、根搜索算法

根搜索算法是从离散数学中的图论引入的，程序把所有引用关系看作一张图，从一个节点GC ROOT 开始，寻找对应的引用节点，找到这个节点后，继续寻找这个节点的引用节点。当所有的引用节点寻找完毕后，剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点，即无用的节点。

目前Java中可以作为GC ROOT的对象有：

1、虚拟机栈中引用的对象（本地变量表）

2、方法区中静态属性引用的对象

3、方法区中常亮引用的对象

4、本地方法栈中引用的对象（Native对象）

基本所有GC算法都引用根搜索算法这种概念。

2、标记 - 清除算法

        标记-清除算法采用从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记，标记完毕后，再扫描整个空间中未被标记的对象进行直接回收。

标记-清除算法不需要进行对象的移动，并且仅对不存活的对象进行处理，在存活的对象比较多的情况下极为高效，但由于标记-清除算法直接回收不存活的对象，并没有对还存活的对象进行整理，因此会导致内存碎片。

3、复制算法

        复制算法将内存划分为两个区间，使用此算法时，所有动态分配的对象都只能分配在其中一个区间（活动区间），而另外一个区间（空间区间）则是空闲的。

        复制算法采用从根集合扫描，将存活的对象复制到空闲区间，当扫描完毕活动区间后，会的将活动区间一次性全部回收。此时原本的空闲区间变成了活动区间。下次GC时候又会重复刚才的操作，以此循环。

        复制算法在存活对象比较少的时候，极为高效，但是带来的成本是牺牲一半的内存空间用于进行对象的移动。所以复制算法的使用场景，必须是对象的存活率非常低才行，而且最重要的是，我们需要克服50%内存的浪费。

4、标记 - 整理算法

        标记-整理算法采用 标记-清除 算法一样的方式进行对象的标记、清除，但在回收不存活的对象占用的空间后，会将所有存活的对象往左端空闲空间移动，并更新对应的指针。标记-整理 算法是在标记-清除 算法之上，又进行了对象的移动排序整理，因此成本更高，但却解决了内存碎片的问题。

JVM为了优化内存的回收，使用了分代回收的方式，对于新生代内存的回收（Minor GC）主要采用复制算法。而对于老年代的回收（Major GC），大多采用标记-整理算法。