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目录

垃圾的定义
可达性分析
GC Root对象
回收的时机
如何进行垃圾回收

1. 标记清除算法（Mark and Sweep GC）
2. 复制算法（Copying）
3. 标记整理算法（Mark-Compact）

JVM分代回收策略

1. 新生代
2. 老年代
   JVM的引用关系

垃圾的定义

内存中没有用的对象。
怎么判断是否有用呢？——可达性分析

可达性分析

可达性分析算法（Reachability Analysis）的基本思路是，通过一些被称为引用链（GC Roots）的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，搜索走过的路径被称为（Reference Chain)，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时（即从 GC Roots 节点到该节点不可达），则证明该对象是不可用的。

GC Root对象

关于内存的区域分布，可以参考：面试笔记-Java内存分配

在Java中，有以下几种对象可以作为GCRoot：

1. Java虚拟机栈（局部变量表）中的引用的对象。
2. 方法区中静态引用指向的对象。
3. 仍处于存活状态中的线程对象。
4. Native方法中 JNI 引用的对象。

回收的时机

1. AllocationFailure：在堆内存中分配时，如果因为可用剩余空间不足导致对象内存分配失败，这时系统会触发一次GC。
2. System.gc()：在应用层，可以主动调用此API来进行垃圾回收

如何进行垃圾回收

标记清除算法（Mark and Sweep GC）

标记清除算法
标记清除算法（Mark-Sweep）是最基础的一种垃圾回收算法，它分为2部分，先把内存区域中的这些对象进行标记，哪些属于可回收标记出来，然后把这些垃圾拎出来清理掉。清理掉的垃圾就变成未使用的内存区域，等待被再次使用。
缺点：会产生碎片。

复制算法（Copying）

复制算法（Copying）是在标记清除算法上演化而来，解决标记清除算法的内存碎片问题。
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。保证了内存的连续可用，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，逻辑清晰，运行高效。

复制算法
优点：按顺序分配内存即可，实现简单、运行高效，不用考虑内存碎片。
缺点：可用的内存大小缩小为原来的一半，对象存活率高时会频繁进行复制。

标记整理算法（Mark-Compact）

标记整理算法（Mark-Compact）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，再清理掉端边界以外的内存区域。

标记整理算法

优点：这种方法既避免了碎片的产生，又不需要两块相同的内存空间，因此，其性价比比较高。
缺点：仍需要进行局部对象移动，所以一定程度上还是降低了效率。

JVM分代回收策略

分代回收的中心思想就是：对于新创建的对象会在新生代中分配内存，此区域的对象生命周期一般较短。如果经过多次回收仍然存活下来，则将它们转移到老年代中。

JVM分代回收

新生代

1. Eden区满的时候会进行垃圾回收，将 Eden 区的垃圾对象回收清除，并将存活的对象复制到 From Survivor 区域，此时To Survivor是空的。
2. 下一次 Eden 区满时，再执行一次垃圾回收。此次会将 Eden和From Survivor 区中所有垃圾对象清除，并将存活对象复制到To Survivor，此时From变为空。
3. 如此反复在From和 To之间切换几次（默认 15 次）之后，如果还有存活对象。说明这些对象的生命周期较长，则将它们转移到老年代中。

老年代

一个对象如果在新生代存活了足够长的时间而没有被清理掉，则会被复制到老年代。
老年代的内存能存放更多的对象。如果对象比较大（比如长字符串或者大数组），并且新生代的剩余空间不足，则这个大对象会直接被分配到老年代上。

JVM的引用关系

引用	GC回收时间	使用实例
强引用	GC不会回收	Object obj = new Object();
软引用	内存不足，将其回收	SoftReference<Object> sobj = new SoftReference();
弱引用	第一次GC，遍历到有弱引用，回收	WeakReference<Object> sobj = new WeakReference();
虚引用	完全不对生存时间构成影响，无法通过虚引用获取一个对象的实例	不会使用