JVM的垃圾回收机制指的是对堆中的垃圾对象进行回收。那么我将从三个方面来进行学习和整理，即：

• 对象被判定为垃圾的标准；
• 垃圾回收算法；
• 年轻代和老年代中常见的垃圾收集器

对象被判定为垃圾的标准

引用计数法

• 通过判断对象的引用数量来决定对象是否可以被回收
• 为每个对象设置一个引用计数器，被引用则计数+1，引用失效则计数-1
• 引用计数为0时对象实例可以看作垃圾
• 优点：简单高效；缺点：无法检测循环引用，导致内存泄漏

可达性算法

• 通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收
• 起点：GC Roots
• 可以作为GC Root的对象：1. 虚拟机栈中引用的对象；2.方法区中的常量引用的对象；3.方法区中的类静态属性引用的对象；4.本地方法栈中JNI（native方法）的引用对象；5.活跃线程的引用对象。

垃圾回收算法

Mark-and-Sweep（标记清除算法）

• 标记：从根节点集合开始扫描，标记所有存活对象；
• 回收：回收不可达对象

• 碎片化

  
  标记清除算法

Copying（复制算法）

• 将堆分为对象面和空闲面-
• 新生成对象存放在对象面
• 对象面满之后将存活对象移动到空闲面
• 将对象面所有对象内存清除
  适用于存活对象较少的场景（新生代），解决了碎片化问题，但浪费了50%的堆空间。

Mark-and-Compacting （标记整理算法）

• 标记：和标记清楚相同；

• 整理：移动所有存活对象，按照内存地址依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收。
  解决了碎片化问题，不用浪费百分之50的空间。

  
  标记整理算法

分代收集算法

按照对象生命周期的不同划分区域以采用不同的垃圾回收算法

堆内存划分.png

GC分类：Minor GC（用于年轻代），Full GC（用于老年代）。

年轻代

• 包含一个Eden区两个Survivor区，
• 每当一个Eden区对象满时，触发一次Minor GC，Eden和from Survivor的存活对象复制到to Survivor区。
• 清除Eden区和from Survivor区的对象的内存空间。
• 每经历一次GC，对象的年龄+1
• 默认年龄为15，对象移动到老年代，可以用参数 -XX: +MaxTenuringThreshold设置
• 可以用参数 -XX：+PretenuerSizeThreshold来设置新生成大对象大小，超过该大小的对象直接存放到老年代。

常见的调优参数

• -XX：SurvivorRatio：Eden和Survivor的比值 8：1
• -XX：NewRatio：老年代和年轻代内存大小的比例 2：1

老年代

• 存放生命周期较长的对象
• 通常采用标记清除算法或者标记整理算法
• Full GC 比 Mionr GC 慢，但频率低
• 触发Full GC的条件：
  1、老年代空间不足；
  2、永久代空间不足（Java7之前）；
  3、CMS GC时出现 promotion failed, concurrent mode failure
  4、Minor GC晋升到老年代的平均大小大于老年代的剩余空间
  5、调用系统的system.gc()

Stop-the-World：JVM由于执行GC而停止了应用程序的执行；多数GC通过减少Stop-the-World发生的时间来提高程序的性能

Safepoint：分析过程中对象引用关系不会发生变化的点：产生Safepoint的地方：方法调用；循环跳转；异常跳跃。

常见的垃圾收集器

JVM的运行模式

• Server：启动慢，启动后运行快
• Client：启动快，启动后运行慢

年轻代垃圾收集器

Serial 收集器 -XX: +UseSerialGC，复制算法

• 单线程收集，进行垃圾收集时，必须暂停所有的工作

  
  Serial 收集器.png

ParNew 收集器 -XX:+UseParNewGC，复制算法

• 多线程收集，其他同Serial相同
• 单核执行效率不如Serial，在多核下才有优势，因为线程上下文切换的开销
• 默认情况下，线程数和CPU核数相同

Parallel Scavenge收集器 -XX:+UseParallelGC，复制算法

• 更加关注系统的吞吐量
• 在多核下更有优势，Server模式下默认的年轻代收集器
• -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 内存调优交给虚拟机

老年代常用的垃圾处理器

Serial Old收集器 -XX: +UseSerialOldGC，标记-整理算法

1、单线程收集，进行垃圾收集时，暂停所有线程
2、简单高效，client模式下默认的老年代收集器

Parallel Old -XX:+UseParallelOldGC，标记-整理算法

1、多线程，吞吐量优先
Parallel Scavenge + Parallel Old

CMS收集器 -XX:+UseConcMarkSweepGC，标记-清除算法

• 初始化标记：（stop the world）
  从GC Root扫描与 Root 对象直接关联的对象
• 并发标记：并发追溯标记，程序不会停顿
• 并发预清理：查找并发标记阶段从年轻代晋升到老年代的对象
• 重新标记：暂停虚拟机，扫描CMS堆中的剩余对象（stop the world）
• 并发清理：清理垃圾对象，程序不会停顿
• 并发重置：重置CMS收集器的数据结构
  碎片化

Garbage First收集器

并发核并行
分代收集
空间整合：标记整理
可预测的停顿
将整个Java堆内存划分为多个大小相等的Region，年轻代和老年代不再物理隔离