原文：為知筆記外鏈

對(duì)象回收設(shè)計(jì)兩類操作：

1. 判斷對(duì)象是否可回收
2. 執(zhí)行回收

判斷對(duì)象可被回收的算法：

引用計(jì)數(shù)法 【效率高滑燃，無法解決相互引用問題】

給對(duì)象添加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有地方引用則該計(jì)數(shù)器值+1溯警，當(dāng)引用失效則-1；計(jì)數(shù)器為0的對(duì)象不可再被使用甲锡，可以被回收拒名。

可達(dá)性分析算法

通過一系列成為 “GC Root" 的對(duì)象作為起點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開始向下搜索锄奢，搜索所走過的路徑為 引用鏈（MAT中的支配樹）失晴，當(dāng)一個(gè)對(duì)象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連，即GC Roots到這個(gè)對(duì)象不可達(dá)時(shí)拘央，則證明此對(duì)象不可用涂屁。

可作為GC Roots的對(duì)象包括：

1. 虛擬機(jī)棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對(duì)象。

2. 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象灰伟。

3. 方法區(qū)中常量引用的對(duì)象拆又。

4. 本地方法棧中JNI（Native方法）引用的對(duì)象。

引用：

1. 強(qiáng)引用：GC永遠(yuǎn)不會(huì)回收掉的被引用的對(duì)象【通過 new 創(chuàng)建的對(duì)象】

2. 軟引用【SoftReference】：有用但非必須的對(duì)象栏账。在系統(tǒng)將要發(fā)生內(nèi)存溢出之前帖族，將會(huì)把這些對(duì)象列進(jìn)回收范圍中進(jìn)行第二次回收。如果這次回收還沒有足夠的內(nèi)存挡爵，才會(huì)拋出內(nèi)存溢出異常竖般。

3. 弱引用【W(wǎng)eakReference】：非必須的對(duì)象。強(qiáng)度比軟引用弱茶鹃，被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象只能存活到下次垃圾收集發(fā)生之前涣雕。當(dāng)垃圾回收時(shí)，無論當(dāng)前內(nèi)存是否足夠闭翩，都會(huì)回收掉被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象挣郭。

4. 虛引用【PhantomReference】：無用，唯一目的就是能在被收集器回收時(shí)受到一個(gè)系統(tǒng)通知疗韵。

即使在可達(dá)性分析算法中不可達(dá)的對(duì)象兑障，也并非是“非死不可”的，這時(shí)它們會(huì)處于 ”緩刑“ 階段，要真正宣告一個(gè)對(duì)象死亡流译，至少要經(jīng)歷兩次標(biāo)記過程：如果對(duì)象在進(jìn)行可達(dá)性分析之后發(fā)現(xiàn)沒有與GC Roots相連接的引用鏈逞怨，那它將被第一次標(biāo)記并且進(jìn)行一次 篩選 ，篩選的條件是此對(duì)象是否有必要執(zhí)行 finalize() 方法先蒋『眨【當(dāng)對(duì)象沒有覆蓋 finalize() 方法，或者 finalize() 方法已被虛擬機(jī)調(diào)用過竞漾，jvm將這兩種情況視為 沒有必要執(zhí)行 】眯搭。

如果該對(duì)象被判定為有必要執(zhí)行 finalize() 方法，那么該對(duì)象會(huì)被放置在一個(gè) F-Queue 的隊(duì)列中业岁，并在稍后由一個(gè)虛擬機(jī)自動(dòng)建立的鳞仙、低優(yōu)先級(jí)的 Finalizer 線程去執(zhí)行它”适保【所謂執(zhí)行是指jvm會(huì)觸發(fā)該方法棍好，但并不承諾會(huì)等待它運(yùn)行結(jié)束，因?yàn)槿绻粋€(gè)對(duì)象在 finalize() 方法中執(zhí)行緩慢或死循環(huán)允耿，將可能導(dǎo)致F-Queue隊(duì)列中其他對(duì)象永久處于等待借笙，甚至導(dǎo)致整個(gè)內(nèi)存回收系統(tǒng)崩潰〗衔】

finalize() 方法時(shí)對(duì)象逃脫死亡命運(yùn)的最后一次機(jī)會(huì)业稼，稍后GC將對(duì)F-Queue中的對(duì)象進(jìn)行第二次小規(guī)模標(biāo)記，如果對(duì)象要在finalize()方法中成功拯救自己--只要重新與引用鏈上的任何一個(gè)對(duì)象建立關(guān)聯(lián)即可蚂蕴，之后在第二次標(biāo)記時(shí)會(huì)被移除“即將回收”的集合低散。

如果對(duì)象這時(shí)還沒有逃脫，基本上就真的會(huì)被回收了【u are done】骡楼。

任何一個(gè)對(duì)象的finalize()方法都只會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用一次熔号，如果對(duì)象面臨下一次回收，則該方法不會(huì)再被執(zhí)行鸟整。

垃圾收集算法：【執(zhí)行回收】

標(biāo)記-清除算法

最基礎(chǔ)的收集算法引镊。算法分為 “標(biāo)記” 和 “清除” 兩個(gè)階段：首先標(biāo)記出所有需要回收的對(duì)象，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收所有被標(biāo)記的對(duì)象篮条〉芡罚【標(biāo)記過程如上】。

標(biāo)記-清除過程

存在問題：

1. 效率不高兑燥。標(biāo)記和清除效率都不高。

2. 空間問題：標(biāo)記清除之后會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片琴拧，空間碎片太多可能會(huì)導(dǎo)致以后程序運(yùn)行過程中需要分配較大對(duì)象時(shí)降瞳，無法找到足夠連續(xù)內(nèi)存而不得不提前觸發(fā)另一次垃圾收集動(dòng)作。

復(fù)制算法【新生代】

將可用內(nèi)存按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中一塊挣饥。當(dāng)這一塊的內(nèi)存用完了除师，就將還存活著的對(duì)象復(fù)制到另外一塊上邊，然后再把已使用過的內(nèi)存空間一次清理掉扔枫。

復(fù)制算法

好處：每次對(duì)整個(gè)半?yún)^(qū)進(jìn)行內(nèi)存回收汛聚，不必考慮內(nèi)存碎片等情況，只要移動(dòng)堆頂指針短荐，按順序分配內(nèi)存即可倚舀，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，運(yùn)行高效忍宋。

不足：代價(jià)是將內(nèi)存縮小一半痕貌。

目前主流均采用該收集算法回收新生代【分代收集】。IBM研究表明糠排，新生代中的對(duì)象98%都是朝生夕死舵稠，所以不必按照1:1的比例來劃分內(nèi)存空間，而是將內(nèi)存劃分為一塊兒比較大的 Eden空間和兩塊較小的Survivor空間入宦，每次使用 Eden 和其中一塊Survivor空間哺徊。當(dāng)回收時(shí)，將Eden和Survivor中還存活著的對(duì)象一次性的復(fù)制到另外一塊Survivor空間上乾闰，最后清理掉Eden和剛剛使用過的Survivor空間落追。HotSpot虛擬機(jī)默認(rèn)比例是8:1，也就是每次新生代中可用內(nèi)存空間為整個(gè)新生代容量的90%（80%+10%）汹忠，只有10%的內(nèi)存會(huì)被“浪費(fèi)”

內(nèi)存的分配擔(dān)保機(jī)制：如果另外一塊兒Survivor空間沒有足夠空間存放上次新生代收集下來的存活的對(duì)象時(shí)淋硝，這些對(duì)象會(huì)通過 分配擔(dān)保機(jī)制 進(jìn)入老年代。

標(biāo)記-整理算法【老年代】

復(fù)制收集算法在對(duì)象存活率較高時(shí)就要進(jìn)行較多的復(fù)制操作宽菜，效率會(huì)變很低谣膳。如果不想浪費(fèi)50%的空間，就需要額外的空間進(jìn)行分配擔(dān)保铅乡，以應(yīng)對(duì)被使用的內(nèi)存中所有對(duì)象都100%存活的極端情況继谚，所以老年代一般不直接選用這種算法

標(biāo)記過程與 標(biāo)記-清除 算法一致，但后續(xù)步驟不是直接對(duì)可回收對(duì)象進(jìn)行清理阵幸，而是讓所有存活的對(duì)象都向一端移動(dòng)花履，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存。示意圖如下：

標(biāo)記-整理算法

分代收集算法

目前商業(yè)虛擬機(jī)都采用的垃圾收集算法挚赊。根據(jù)對(duì)象存活周期的不同將內(nèi)存劃分為幾塊诡壁。將Java堆分為新生代和老年代。這樣就可以根據(jù)各個(gè)年代的特點(diǎn)采用最適當(dāng)?shù)氖占惴ㄜ睢Ｔ谛律忻们洌看卫占瘯r(shí)都會(huì)有大批對(duì)象死去旺矾，只有少量存活，則選用復(fù)制算法夺克，只需付出少量存活對(duì)象的復(fù)制成本即可箕宙。而老年代中因?yàn)閷?duì)象存活率高、沒有額外空間對(duì)它進(jìn)行分配擔(dān)保铺纽，因此必須使用標(biāo)記-清理或標(biāo)記-整理算法進(jìn)行回收柬帕。

臭名昭著的 STW (Stop the world）

可達(dá)性分析時(shí)，必須在一個(gè)能確保一致性的快照中進(jìn)行---即整個(gè)分析期間整個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)看起來就像被凍結(jié)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上狡门，不可以出現(xiàn)分析過程中對(duì)象引用關(guān)系還在不斷變化的情況陷寝，否則分析結(jié)果準(zhǔn)確性就無法保證。這點(diǎn)是導(dǎo)致GC進(jìn)行時(shí)必須停頓所有Java執(zhí)行線程的一個(gè)重要原因融撞。即使在號(hào)稱幾乎不會(huì)發(fā)生停頓的CMS收集器中盼铁，枚舉根節(jié)點(diǎn)時(shí)也必須停頓。

安全點(diǎn)：但程序執(zhí)行時(shí)并非在所有的地方都能停頓下來開始GC尝偎，只有到達(dá)安全點(diǎn)（SafePoint）才能暫停饶火。讓所有線程在GC發(fā)生時(shí)跑到安全點(diǎn)的方法有：搶先式中斷和主動(dòng)式中斷。

內(nèi)存分配與回收策略

• 對(duì)象優(yōu)先在Eden分配致扯。大多數(shù)情況下肤寝，對(duì)象在新生代Eden區(qū)中分配。當(dāng)Eden區(qū)沒有足夠空間進(jìn)行分配時(shí)抖僵，虛擬機(jī)將發(fā)起一次Minor GC.

• 大對(duì)象直接進(jìn)入老年代鲤看。需要大量連續(xù)內(nèi)存空間的Java對(duì)象，如很長(zhǎng)的字符串或數(shù)組耍群，將被分配到老年代义桂。

• 長(zhǎng)期存活的對(duì)象將進(jìn)入老年代。虛擬機(jī)給每個(gè)對(duì)象定義了一個(gè)對(duì)象年齡計(jì)數(shù)器蹈垢。如果對(duì)象在Eden出生并且經(jīng)過依次Minor GC后仍然存活慷吊，并且能被Survivor容納，將被移動(dòng)到Survivor空間中曹抬，并且對(duì)象年齡設(shè)為1溉瓶。對(duì)象在Survivor區(qū)中每 “熬過” 依次Minor GC，年齡就會(huì)+1谤民，當(dāng)年齡增加到一定程度（默認(rèn)15堰酿，可通過 -XX：MaxTenuringThreshold設(shè)置），就會(huì)被晉升到老年代中张足。

• 如果在Survivor空間中相同年齡所有對(duì)象大小的總和大于Survivor空間的一半触创，年齡大于或等于該年齡的對(duì)象可以直接進(jìn)入老年代，無須等到 MaxTenuringThreshold 中要求的年齡为牍。