一、JVM 内存模型、GC
1.1GC是啥？
GC是垃圾回收机制，java中将内存管理交给垃圾回收机制，这是因为在面向对象编程中一个对象的生命周期往往无法预料，所以我们无法为每个对象指定回收时机。
可以采用System.gc()和Runtime.getRuntime().gc()进行请求垃圾回收，可以使用对象的finalize()对必要资源在垃圾回收之前进行处理。
目标：
在程序中查找将来无法访问的数据对象;
回收这些对象使用的资源。
优点：使得java程序员不需要考虑内存管理，由于垃圾回收机制，java中的对象不再有作用域的限制，只有对象的引用有作用域，可以有效的防止内存泄漏，有效的使用有限的可以使用的内存。
1.2JVM内存结构
JVM中的堆啊、栈啊、方法区什么的，是Java虚拟机的内存结构，Java程序启动后，会初始化这些内存的数据。根据java虚拟机规范，java虚拟机管理的内存将分为下面五大区域。
1.2.1程序计数器
程序计数器是一块很小的内存空间，它是线程私有的，可以认作为当前线程的行号指示器。
一个处理器在一个确定的时刻都只会执行一条线程中的指令，一条线程中有多个指令，为了线程切换可以恢复到正确执行位置，每个线程都需有独立的一个程序计数器，不同线程之间的程序计数器互不影响，独立存储。
1.2.2 Java栈（虚拟机栈）
同计数器也为线程私有，生命周期与相同，就是我们平时说的栈，栈描述的是Java方法执行的内存模型。
每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧用于存储局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法被调用的过程就对应一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
1.2.3 本地方法栈
本地方法栈是与虚拟机栈发挥的作用十分相似,区别是虚拟机栈执行的是Java方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的native方法服务，可能底层调用的c或者c++,我们打开jdk安装目录可以看到也有很多用c编写的文件，可能就是native方法所调用的c代码。
1.2.4 堆
对于大多数应用来说，堆是java虚拟机管理内存最大的一块内存区域，因为堆存放的对象是线程共享的，所以多线程的时候也需要同步机制
1.2.5 方法区
方法区同堆一样，是所有线程共享的内存区域，为了区分堆，又被称为非堆。
用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量，如static修饰的变量加载类的时候就被加载到方法区中。
运行时常量池是方法区的一部分，class文件除了有类的字段、接口、方法等描述信息之外，还有常量池用于存放编译期间生成的各种字面量和符号引用。
二、Android触发GC 条件
1.当堆内存增长到一定程度时会触发。此时触发可以对堆中的没有用的对象及时进行回收，腾出空间供新的对象申请，避免进行不必要的增大堆内存的操作。
2.当程序中调用System.gc()方法触发。这个方法应避免出现在程序中调用。因为JVM有足够的能力来控制垃圾回收。
3.当Bitmap和NIO Direct ByteBuffer对象分配外部存储（机器内存，非Dalvik堆内存）触发。这个日志只有在2.3之前存在，从2.3系统开始，垃圾回收进行了调整，前面的对象都会存储到Dalivik堆内存中。所以在2.3系统之后，你就再也不会看到这种信息了。
4.当堆内存已满，系统需要更多内存的时候触发。这条日志出现后意味着JVM要暂停你的程序进行垃圾回收操作。
5.当创建一个内存分析文件HPROF时触发。
三、对象存活判断
GC的两种判定方法：引用计数与引用链。
1.引用计数
给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值加1；当引用失效时，计数器减1；任何时刻计数器都为0的对象就是不可能再被使用的。
引用计数算法的实现简单，判断效率也很高，在大部分情况下它都是一个不错的算法。但是Java语言中没有选用引用计数算法来管理内存，其中最主要的一个原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。
2.可达性分析（引用链）
在主流的商用程序语言中(Java和C#)，都是使用可达性分析算法判断对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列名为"GC Roots"的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链(Reference Chain)，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的，
Java语言里，可作为GC Roots对象的包括如下几种：
a.虚拟机栈(栈桢中的本地变量表)中的引用的对象
b.方法区中的类静态属性引用的对象
c.方法区中的常量引用的对象
d.本地方法栈中JNI的引用的对象
四、垃圾收集算法
1.标记-清除”（Mark-Sweep）算法
算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。之所以说它是最基础的收集算法，是因为后续的收集算法都是基于这种思路并对其缺点进行改进而得到的。
它的主要缺点有两个：一个是效率问题，标记和清除过程的效率都不高；另外一个是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致，当程序在以后的运行过程中需要分配较大对象时无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。
2 复制算法
“复制”（Copying）的收集算法，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。
这样使得每次都是对其中的一块进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。只是这种算法的代价是将内存缩小为原来的一半，降低了内存的利用率，持续复制长生存期的对象则导致效率降低，还有在分配对象较大时，该种算法也存在效率低下的问题。
3.标记-整理算法
复制收集算法在对象存活率较高时就要执行较多的复制操作，效率将会变低。更关键的是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中所有对象都100%存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接选用这种算法（老年代一般是存活时间较长的大对象）。
根据老年代的特点，有人提出了另外一种“标记-整理”（Mark-Compact）算法，标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存，这种算法克服了复制算法的低效问题，同时克服了标记清除算法的内存碎片化的问题；
4. 分代收集算法
jvm采用分代收集算法对不同区域采用不同的回收算法。
GC分代的基本假设：绝大部分对象的生命周期都非常短暂，存活时间短。
“分代收集”（Generational Collection）算法，是一种划分的策略，把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清理”或“标记-整理”算法来进行回收。
五、Android GC
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Android的内存堆是分代式（Generational）的，意味着它会将所有分配的对象进行分代，然后分代跟踪这些对象。 例如，最近分配的对象属于年轻代（Young Generation）。 当一个对象长时间保持活动状态时，它可以被提升为年老代（Older Generation），之后还能进一步提升为永久代（Permanent Generation）。
每一代的对象可占用的内存总量都有其专用上限。 每当一代开始填满时，系统就会执行垃圾收集事件以试图释放内存。 垃圾收集的持续时间取决于它在收集哪一代的对象以及每一代中有多少活动对象。
系统有一组用于确定何时执行垃圾收集的标准。 满足条件后，系统将停止执行当前进程并开始垃圾回收。 如果在像动画或音乐播放这样的密集处理循环中发生垃圾收集，则会增加处理时间。 这种增加可能会导致你的应用程序中的代码执行超过建议的16ms阈值。
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单纯调用System.gc()是不会触发Runtime.getRuntime().gc()的。但是会把这次尝试纪录下来，等到下次调用System.runFinalization()时，会先执行这个Runtime.getRuntime().gc()。
System.gc();
//告诉垃圾收集器打算进行垃圾收集，而垃圾收集器进不进行收集是不确定的
System.runFinalization();
//强制调用已经失去引用的对象的finalize方法