一、GC回收區(qū)域
? ? ? ? 前面兩篇博客了解到鄙早，JVM的內(nèi)存模型中程序計(jì)數(shù)器钓试、虛擬機(jī)棧、本地方法棧這三哥內(nèi)存區(qū)域隨線程的生命周期結(jié)束而消亡恢恼，棧中存儲(chǔ)的棧幀分配多少內(nèi)存大體上是在編譯期就已經(jīng)確定的时鸵，因此這幾個(gè)區(qū)域的內(nèi)存與回收都是明確的，當(dāng)方法結(jié)束或者線程結(jié)束時(shí)厅瞎，內(nèi)存自然跟著回收了。
? ? ? ? 與棧不同初坠，Java堆和方法區(qū)有著不確定性：一個(gè)接口的多個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)需要的內(nèi)存可能會(huì)不同和簸，一個(gè)方法執(zhí)行不同條件分支需要的內(nèi)存也不同，這些是在編譯期無(wú)法確定的碟刺，只有在運(yùn)行期間才能得知锁保，這部分的分配和回收是動(dòng)態(tài)的，GC所關(guān)注的也是這部分內(nèi)存的回收管理。
二爽柒、回收對(duì)象區(qū)分
? ? ? ? 既然已經(jīng)明確了GC回收的主要區(qū)域是堆和方法區(qū)吴菠，方法區(qū)的回收條件十分苛刻，且回收成效甚微浩村，在這里只著重討論GC在堆中的活動(dòng)做葵，前面了解到堆中主要存放創(chuàng)建的Java對(duì)象，那么GC在回收前要做的第一件事就是確定哪些對(duì)象還有存在的價(jià)值心墅，哪些對(duì)象已經(jīng)沒(méi)用了酿矢，而GC區(qū)分對(duì)象基于兩種方式：引用計(jì)數(shù)法、可達(dá)性分析怎燥。
2.1 引用計(jì)數(shù)法
? ? ? ? 在對(duì)象中添加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器瘫筐，每當(dāng)有地方引用它時(shí)，計(jì)數(shù)器加一铐姚；引用失效時(shí)策肝，計(jì)數(shù)器減一。計(jì)數(shù)器為0時(shí)隐绵，代表該對(duì)象不再被使用之众。
? ? ? ? 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單高效
? ? ? ? 缺點(diǎn)：占用了額外的內(nèi)存空間進(jìn)行計(jì)數(shù)，難以解決對(duì)象間的循環(huán)引用問(wèn)題氢橙，如下：
... ...
public Object instance = null ;
public void test(){
? ? ObjDemo objA = new ObjDemo();
? ? ObjDemo objB = new ObjDemo();
? ? objA.instance = objB;
? ? objB.instance = objA;
}
... ...
2.2 可達(dá)性分析算法
? ? ? ? 目前酝枢，主流的虛擬機(jī)都是通過(guò)可達(dá)性分析算法來(lái)判定對(duì)象是否存活。
? ? ? ? 基本思路是通過(guò)“GC Roots”根對(duì)象作為起始點(diǎn)悍手，根據(jù)引用關(guān)系向下搜索帘睦，搜索過(guò)程中所走過(guò)的路徑稱(chēng)為“引用鏈”（Refrence Chain），如果一個(gè)對(duì)象到GC Roots間沒(méi)有任何的引用鏈坦康，則表示該對(duì)象不再被使用竣付。
? ? ? ? 固定可以作為GC Root的對(duì)象包括：
? ? ? ? （1）虛擬機(jī)棧中引用的對(duì)象，如線程被調(diào)用的方法堆棧中使用到的參數(shù)滞欠、局部變量古胆、臨時(shí)變量。
? ? ? ? （2）在方法區(qū)中類(lèi)靜態(tài)屬性引用的對(duì)象筛璧，如引用類(lèi)型靜態(tài)變量逸绎。
? ? ? ? （3）方法區(qū)中常量引用的對(duì)象
? ? ? ? （4）Native方法引用的對(duì)象
? ? ? ? （5）基本數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象
? ? ? ? （6）異常對(duì)象，如NullPointerException
? ? ? ? （7）同步鎖持有的對(duì)象
? ? ? ? （8）程序執(zhí)行中夭谤，臨時(shí)加入的對(duì)象
三棺牧、強(qiáng)、弱朗儒、軟颊乘、虛引用
? ? ? ? 無(wú)論是引用計(jì)數(shù)還是可達(dá)性分析参淹，本質(zhì)都是判斷對(duì)象是否還存在引用關(guān)系。Java對(duì)引用劃分為四類(lèi)：強(qiáng)引用（Strongly Reference）乏悄、軟引用（Soft Reference）浙值、弱引用（Weak Reference）、虛引用（Phantom Reference）檩小。四種強(qiáng)度逐級(jí)減弱开呐。
? ? ? ? （1）強(qiáng)引用：無(wú)論何種情況下，只要強(qiáng)引用關(guān)系存在识啦，GC就不會(huì)回收掉被引用的對(duì)象负蚊。如下：
public class Demo {
????????public static void main(String[] args) {
? ??????????????StronglyRefDemo stronglyRefDemo = new StronglyRefDemo();
????????????????System.out.println("輸出:"+stronglyRefDemo);
? ??????????????System.gc();
? ??????????????System.out.println("gc后:"+stronglyRefDemo);
? ? ? ? }
}
? ? ? ? 運(yùn)行結(jié)果如圖：
????????（2）軟引用：用來(lái)描述一些還有用，但非必須的對(duì)象颓哮。被軟引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象家妆，在系統(tǒng)即將發(fā)生OOM異常前，會(huì)被納入GC回收范圍進(jìn)行第二次回收冕茅，如果被軟引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象回收后伤极，依然沒(méi)有足夠的內(nèi)存空間才會(huì)拋出OOM異常。
軟引用通過(guò) SoftReference<Object> softReferenceObj = new SoftReference<>(new Object()); 創(chuàng)建姨伤。
? ? ? ? （3）弱引用：中來(lái)描述非必須的對(duì)象哨坪，強(qiáng)度比軟引用還弱。被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象只能存活到下一次GC發(fā)生為止乍楚。無(wú)論當(dāng)前內(nèi)存空間是否足夠当编，都會(huì)回收掉這些被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象。
弱引用最典型的是TreadLocal會(huì)引起內(nèi)存泄露徒溪，感興趣的朋友可以去查閱一下忿偷。
弱引用通過(guò)WeakReference<Object> objectWr = new WeakReference<>(new Object());創(chuàng)建。
? ? ? ? （4）虛引用：虛引用只有一種功效臊泌，就是為了能在對(duì)象被GC回收時(shí)收到一個(gè)通知鲤桥。一個(gè)對(duì)象是否有虛引用關(guān)系，對(duì)其生命時(shí)間完全構(gòu)不成影響渠概，是四種引用當(dāng)中最弱的一種引用關(guān)系茶凳。
虛引用創(chuàng)建方式：
ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<Object> oneObjectPr = new PhantomReference<>(new Object(),queue);
四、自我救贖之finalize
? ? ? ? GC可達(dá)性分析判定為待回收的對(duì)象播揪，并不意味著該對(duì)象必須被回收贮喧，真正被回收至少要經(jīng)歷兩次標(biāo)記的過(guò)程：
? ? ? ? （1）可達(dá)性分析后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有有GC Roots之間有引用鏈，將第一次標(biāo)記該對(duì)象猪狈。
? ? ? ? （2）檢查對(duì)象是否需要執(zhí)行finalize()方法箱沦，如果該對(duì)象沒(méi)有覆蓋finalize()方法，或者finalize（）已經(jīng)執(zhí)行過(guò)了罪裹，虛擬機(jī)會(huì)將這兩種情況視為“沒(méi)有必要執(zhí)行”饱普。如果對(duì)象被判定需要執(zhí)行finalize()方法，該對(duì)象會(huì)進(jìn)入一個(gè)名為F-Queue的隊(duì)列中状共，虛擬機(jī)隨后會(huì)建立一個(gè)低調(diào)度優(yōu)先級(jí)的Finallizer線程去執(zhí)行該對(duì)象的finalize()方法套耕。finalize()方法是待回收對(duì)象的最后一次救贖，只要待回收對(duì)象在finalize()中重新與引用鏈上的任何一個(gè)對(duì)象建立關(guān)聯(lián)峡继，就能拯救自己被回收的命運(yùn)冯袍，否則，就會(huì)被GC回收掉碾牌。
????????一個(gè)對(duì)象的finalize()方法最多只會(huì)被系統(tǒng)調(diào)用一次康愤。自我救贖復(fù)活案例代碼如下：
? ? 執(zhí)行結(jié)果如下：
五、垃圾收集算法
5.1 標(biāo)記-清除算法
? ? ? ? 和它的名字一樣舶吗，算法被分為“標(biāo)記”和“清除”兩個(gè)階段：
? ? ? ? （1）標(biāo)記所有需要回收的對(duì)象征冷；
? ? ? ? （2）標(biāo)記完成后，統(tǒng)一回收掉被標(biāo)記的對(duì)象誓琼。
? ? ? ? 標(biāo)記-清除算法是最基礎(chǔ)的算法检激，后續(xù)的算法也基本上是對(duì)標(biāo)記-清除算法的缺點(diǎn)進(jìn)行改造：
? ? ? ? 優(yōu)點(diǎn)：（1）算法簡(jiǎn)單? ?（2）適用于存活對(duì)象比較多的情況；
? ? ? ? 缺點(diǎn)：（1）執(zhí)行效率不穩(wěn)定腹侣，標(biāo)記和清除過(guò)程的執(zhí)行效率隨著對(duì)象的增加而降低叔收；（2）標(biāo)記清除后，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存空間碎片傲隶，可能會(huì)導(dǎo)致后面的大對(duì)象無(wú)法找到足夠的連續(xù)內(nèi)存而引發(fā)一次GC饺律。
5.2 標(biāo)記-復(fù)制算法
? ? ? ? 目的：解決標(biāo)記-清除算法在面對(duì)大量回收對(duì)象時(shí)回收效率低下。
? ? ? ? 在“半?yún)^(qū)復(fù)制”算法基礎(chǔ)上跺株，標(biāo)記-復(fù)制采用了更優(yōu)化的半?yún)^(qū)復(fù)制分代策略：
? ? ? ? （1）把新生代分為一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間（From和To）复濒，每次分配內(nèi)存只使用Eden和其中一塊Survivor；
? ? ? ? （2）垃圾收集時(shí)帖鸦，將Eden和From Survivor中仍然存活的對(duì)象一次性復(fù)制到另外一個(gè)To Survivor空間上芝薇；
? ? ? ? （3）直接清理Eden和From Survivor空間。
????????（4）From Survivor 和 To Survivor 互換作儿。
? ? ? ? 至此洛二，標(biāo)記-復(fù)制算法的優(yōu)缺點(diǎn)顯而易見(jiàn)：
? ? ? ? 優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存空間碎片；
? ? ? ? 缺點(diǎn)：（1）對(duì)象存活率較高時(shí)攻锰，大量的復(fù)制操作會(huì)降低效率 （2）空間浪費(fèi)
5.3 標(biāo)記-整理算法
? ? ? ? 目的：針對(duì)標(biāo)記復(fù)制算法的缺點(diǎn)晾嘶，并不適合在老年代當(dāng)中使用，老年代當(dāng)中的大對(duì)象復(fù)制會(huì)極大影響效率娶吞，且復(fù)制需要更大的內(nèi)存空間去完成垒迂，對(duì)此引出了標(biāo)記-整理算法：
????????（1）標(biāo)記：過(guò)程與“標(biāo)記-清除”算法一致；
? ? ? ? （2）整理：所有存活對(duì)象向內(nèi)存空間一端移動(dòng)妒蛇；
? ? ? ? （3）清除：清理掉邊界以外的內(nèi)存机断。
