GC 及引用类型

gc范围

在JVM五种内存模型中，有三个是不需要进行垃圾回收的：程序计数器、JVM栈、本地方法栈。因为它们的生命周期是和线程同步的，随着线程的销毁，它们占用的内存会自动释放，所以只有方法区(java8改为metaSpace)和堆需要进行GC。

前提条件

找出不可达的对象，将其释放，这里面讲的不可达主要是指应用程序已经没有内存块的引用了， 在Java中，某个对象对应用程序是可到达的是指：这个对象被根（根主要是指类的静态变量，或者活跃在所有线程栈的对象的引用）引用或者对象被另一个可到达的对象引用。

堆内存分区

• 新生代：Eden,from,to 8:1:1，存放新创建的对象
• 老年代: 存放大对象和超过一定年龄的新生代对象

GC分类

minorGC

• 时机：如果Eden上的空间不足时，新建的对象会往from区放，去过仍然放不下会触发minorGC
• 算法： 复制清理
• 具体实现：将eden区和from区有引用的对象复制到to区，没有引用的对象清除，并对年龄+1
• 优缺点
  • 优点：速度快，没有内存碎片
  • 缺点：需要一个额外的空间

majorGC

• 时机：如果马上要进入老年区的对象所需空间大于剩余空间，触发majorGC，如果GC两次都无法满足需求，就会报OOM.
• 算法：
  • 标记清除: 1. 从引用根节点开始标记对象；2. 遍历整个堆空间，清除没有引用的对象
    • 优缺点
      • 优点：不需要额外的空间，速度相对较快
      • 缺点：内存碎片
  • 标记压缩：1. 从根节点开始标记引用对象；2. 遍历整个堆空间，清除没有引用的对象，并把存活的空间压缩到堆的一个区域。
    • 优缺点:
      • 优点：不需要额外的空间，不存在内存碎片
      • 缺点： 速度稍慢
  • 引用计数：每增加一个引用计数加一，减少一个引用计数减一，垃圾回收时只回收计数为0的对象。
    • 缺点：不能解决循环引用额问题，会引发内存泄漏

GCRoots

在Java语言里，可作为GC Roots对象的包括如下几种：

• 虚拟机栈(栈桢中的本地变量表)中的引用的对象
• 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的引用的对象

引用分类

• 强引用

强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。

• 软引用

如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。
软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

• 弱引用

弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。
弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

• 虚引用

“虚引用”顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。
虚引用主要用于检测对象是否已经从内存中删除，跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列 （ReferenceQueue）联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。
虚引用的唯一目的是当对象被回收时收到一个系统通知。

• Reference

  static class Strong{
    String str = "hello";

    Strong(String str){
      this.str=str;
    }

    @Override
    public String toString() {
      return str;
    }
  }

  public static void main(String[] args) {
    ReferenceQueue