为什么要了解GC

对于Java程序猿来说，内存分配与释放都交给JVM处理，而更多的精力能够投入到业务开发中去，这也是Java能够受广大开发者欢迎的重要原因之一。但问题来了，万一程序出现内存泄漏和内存溢出问题怎么排查，如何定位问题，所以防患于未然，了解JVM的GC原理是每位Java开发者的职业素养。

对象实例收集算法

1.引用计数算法

顾名思义，就是为对象添加一个引用计数，用于记录对象被引用的次数，对象引用计算为0，则表示对象可回收。Java并没有选择引用计数机制，因为它不可解决循环引用的问题。

2.可达性分析

Java选择的是可达性分析算法。其原理是将对象及其引用看作一个关系图，选定对象作为GC Roots，然后跟踪引用链条，如果一个对象和GC Roots之间不可达，也就是说不存在引用链条，那么即可认为是可回收对象。JVM会把虚拟机栈和本地方法栈中引用的对象、静态属性引用的对象和常量，作为GC Roots。

如图，GC Roots作为实例对象，obj1、obj2、obj3、obj4与GC Roots存在引用链条，而obj5、obj6、obj7与GC Roots不存在引用链条，呢么obj5、obj6、obj7则被视为可回收对象。

可达性分析

GC算法

1.标记清除算法（Mark-Swap）

分为两个阶段：标记和清除。标记阶段的工作是标记可回收对象的内存。清除阶段的工作是清除已标记的内存。

优点：效率高。

缺点：多次清除后，会产生大量的内存碎片

标记清除算法图解

2.复制算法（Copying）

按内存容量分为两部分：已使用和未使用。把已使用部分的存活对象复制到未使用部分，统一回收已使用部分的全部空间，那么就不会出现Mark-Swap算法的内存碎片问题。

优点：效率高、保持内存的最大可用性。

缺点：当存活数量较多的时候，效率会骤降。

复制算法图解

3.标记整理算法（Mark-Compact）

分为两个阶段：标记和整理。标记阶段和Mark-Swap阶段一样。整理阶段工作是把存活对象移向一端，统一处理可回收内存，解决了Copying算法和Mark-Compact算法的结构弊端。

优点：保持内存的最大可用性。

缺点：效率低。

标记整理算法图解

垃圾收集器

Serial：串行--新生代--复制算法--响应速度优先--单CPU环境下的Client模式。

ParNew：并行--新生代--复制算法--响应速度优先--多CPU环境Server模式下与CMS配合使用。

Parallel Scavenge：并行--新生代--复制算法--吞吐量优先--适用于后台运算而且不需要太多交互的场景。

Serial Old：串行--老年代--标记-整理算法--响应速度优先--单CPU环境下的Client模式。

Parallel Old：并行--老年代--标记-整理算法--吞吐量优先--适用于后台运算而不需要太多交互的场景。

CMS：并行--老年代--标记-清除--响应速度优先--适用于互联网或者B/S业务。

G1：并行--新生代老年代都可--标记-整理算法+复制算法--响应速度优先--面向服务器端应用。

GC调优

从性能角度看，关注三个方面：内存占用、延时、吞吐量。