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–引用计数法

是一个老牌垃圾回收算法，通过引用计算来标记，判断一个对象是不是垃圾，是不是要回收。

基本思想 ： 为每一个对象都标记一个引用数量，引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器就加1，当引用失效时，引用计数器就减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象A就不可能再被使用。

对于上图，根对象和ABC三个对象，有互相引用的关系，ABC引用计数分别为1

当A对B的引用失去之后，B的引用变成了0，根据引用计数的规则，引用为0 的B对象就会当作垃圾回收掉，回收之后堆中只剩下根对象和AC。

引用计数法带来的问题

1、引用和去引用伴随加法和减法，，因为要实时的计算当前对象有多少个引用，对象的引用和消是无时无刻存在的，所以对影响有一定性能

2、很难处理循环引用的问题，看下面的问题，

上图中，根对象引用A，引用C，C引用B，B又引用A，所以引用计算A(2),C(1),B(1),当，根对象失去对A的引用时，由于A,B,C三者互相引用，所以三个对象的引用计数都是1，所以A,B,C相当于一个独立体，无法被回收，如果堆中存在大量这样的无用对象，就会导致不停的GC，而GC后又无效果，最终内存溢出

–标记清除

        标记-清除算法是现代垃圾回收算法的思想基础。    

        基本思想：标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。一种可行的实现是，在标记阶段，首先通过根节点做搜索，标记所有从根节点开始的可达对象。因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。然后，在清除阶段，清除所有未被标记的对象。

在标记清除算法中，大致总结思路如下：从根节点开始做两件事情

1、标活（标记可达对象）,标记A,B,C,D,E是可达对象

2、去死 （去除不可达对象），去除黑色区域不可达对象

通过上面图可以反应出，从堆中清空垃圾对象后，堆中的可用空间比较分散不连续，这时候如果有一个大的对象需要申请6个连续的空间，是无法分配，会造成大量的空间碎片。标记压缩算法可以避免这种情况的发生。

–标记压缩

基本思路：在标记-清除算法的基础上做了一些优化。和标记-清除算法一样，标记-压缩算法也首先需要从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但之后，它并不简单的清理未标记的对象，而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后，清理边界外所有的空间。

执行过程如下图：

标记压缩

大致总结思路如下：从根节点开始做两件事情

1、标活

2、移动存活对象到一端

3、清除边界外的所有空间

标记压缩对标记清除而言，有什么优势呢？

相比与标记清除算法，清理之后，会有大量的连续空间，不会有空间碎片，标记-压缩算法适合用于存活对象较多的场合，如老年代。

–复制算法

基本思想 ：将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中，之后，清除正在使用的内存块中的所有对象，交换两个内存的角色，完成垃圾回收

复制算法两空一样大小的空间，下面是复制算法的执行过程：

复制算法

1、标活

2、复制存活对象从FROM区域到TO区域

3、交换FROM与TO的角色

与标记-清除算法相比，复制算法是一种相对高效的回收方法，在现在的JVM中，复制算法一般会用于年轻代，但是复制算法的最大问题是：空间浪费，每次只使用一半的空间。

可以想想，比如为复制算法分配8G的空间，但是在使用过程中会浪费4G的空间，当然8G的复制空间也只是举个例子，为了更能突出空间的浪费 ，因为复制算法本身的特性决定 ，是需要将存活对象进行一次复制 ，所以复制空间一般都不会很大，因为大的空间，如果在极端情况下，会涉及大量存活对象的移动，这种大量的移动对于系统本身，无疑问是灾难性的。

在现在的JVM中也不会很大，每一块复制区域默认占用1/10的空间。比如，有10M的空间默认的，FROM和TO区域分别占用1M。

所以一般整合标记清理思想，对复制算法会做一些改进，如下图：

复制算法改进

因为复制空间越大，浪费的空间越大，复制算法空间一般不会很大，一般在复制过程 中会了现两种情况

第一种：对象太大，放不到复制空间

第二种：即使大对象放得下，也会导致大量的小对象无法存放，会导致大量的不符合老年代特性的小对象进行老年代

所以复制算法一般需要一个担保空间，如上图中蓝色区域。

比如：C、D、F是大对象，在一执行复制算法后，会直接进入到担保空间。

对于对JVM堆内存划分有了解的人，可能对上面的图比较熟悉，这其实已经很接近JVM堆空间的结构，蓝色区域复制算法的担保空间就我们经常说的老年代(Old Generation)。顶部的区域就是年轻代（Eden），而中间两块复制算法的空间就是幸存区(Surivor),对比上面和下面的图，发现是完全可以吻合的。

JVM堆内存划分

分代思想

依据对象的存活周期进行分类

第一类：有些对象创建后，很快就会回收，我们把短命对象归为新生代，

第二类：有些对象创建后会长期存在，有可能和JVM生命周期相同，我们把长命对象归为老年代。

根据不同代的特点，选取合适的收集算法

–少量对象存活，适合复制算法

–老年代中的对象有两种：

         老年代中的对象：多次GC没有回收掉，年龄校大的对象，生命周期较长

         复制算法空间担保 ，直接进入 老年代的大对象

所以会有大量对象存活，和大对象，适合标记清理或者标记压缩

所有的算法，需要能够识别一个垃圾对象，因此需要给出一个可触及性的定义

什么是可触及的：从根节点可以到达的对象，此对象称为可触及的

可复活的： 一旦所有引用被释放，就是可复活状态(因为在finalize()中可能复活该对象)

什么是不可触及的：在finalize()后，可能会进入不可触及状态，不可触及的对象不可能复活，不可触及的对象，是可以回收的

上面的算法中，我们一直说从根节点查找，都提到了根节点，所以我们要搞清楚什么是根节点？

–栈中引用的对象（局部变量表）

–方法区中静态成员或者常量引用的对象（全局对象）

–JNI方法栈中引用对象

根是一系列对象的集合，是一砣根节点，文章中为了简单所以只有一个根对象，希望不要给大家带来误解！

GC中的一个重要 的现象Stop-The-Word

java中一种全局暂停的现象，所有的JAVA代码停止 ，native代码可能执行，但不能和JVM交互

引起STW的原因 ：GC 、DUMP线程、堆 DUMP

多半是因为GC引起的。

为什么会产生全局停顿?

GC需要一个安静的状态来完成垃圾的回收，所以需要将用户线程停止，完成垃圾回收后，再继续用户线程。

STW危害？

1、影响系统吞吐量，系统响应时间 增长

2、长时间的服务停止，没有响应，遇到HA系统，可能引起主备切换，最终导致主备同时启动。在一些业务场景下，可能会导致数据不致，甚至无法正常工作。

大家好我是BK，第一次写文章 ，写和不是很好，有错误的地方，请大家指正，谢谢大家！

后续会更新GC的种类和各类的区别。希望大家可以关注我。