在面向?qū)ο笳Z(yǔ)言程序中，我們的程序在運(yùn)行中會(huì)創(chuàng)建很多對(duì)象，程序會(huì)為對(duì)象在內(nèi)存中開(kāi)辟一段空間并分配好內(nèi)存地址，當(dāng)對(duì)象使用結(jié)束后，需要釋放占用的內(nèi)存空間，釋放對(duì)象內(nèi)存的機(jī)制就叫垃圾回收機(jī)制（Garbage Collection，GC)。在C語(yǔ)言中，動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存用 malloc() 函數(shù)，釋放內(nèi)存用 free() 函數(shù)，而C++中，我們則使用運(yùn)算符 new 和 delete 來(lái)管理內(nèi)存，這樣雖然能靈活有效的申請(qǐng)和釋放內(nèi)存，但是對(duì)程序員來(lái)說(shuō)，有時(shí)候使一種負(fù)擔(dān)，而Java的垃圾回收機(jī)制則很好的解決了這一問(wèn)題。
一、垃圾回收機(jī)制：
JVM自動(dòng)不定時(shí)去堆內(nèi)存中清理不可達(dá)對(duì)象。不可達(dá)的對(duì)象并不會(huì)馬上就會(huì)直接回收，垃圾收集器在一個(gè)Java程序中的執(zhí)行是自動(dòng)的，不能強(qiáng)制執(zhí)行，即使程序員能明確地判斷出有一塊內(nèi)存已經(jīng)無(wú)用了，是應(yīng)該回收的，程序員也不能強(qiáng)制垃圾收集器回收該內(nèi)存塊。程序員唯一能做的就是通過(guò)調(diào)用System.gc 方法來(lái)"建議"執(zhí)行垃圾收集器，但其是否可以執(zhí)行，什么時(shí)候執(zhí)行卻都是不可知的。這也是垃圾收集器的最主要的缺點(diǎn)。當(dāng)然相對(duì)于它給程序員帶來(lái)的巨大方便性而言，這個(gè)缺點(diǎn)是瑕不掩瑜的。
1. 不可達(dá)對(duì)象：?對(duì)象沒(méi)有被引用，獲知對(duì)象沒(méi)有存活。
2. finalize方法：
Java在垃圾收集器將對(duì)象從內(nèi)存中清除出去前，使用finalize()方法做必要的清理工作。該方法在Object類(lèi)中定義，因此所有的類(lèi)都繼承了它。子類(lèi)覆蓋finalize()方法以整理系統(tǒng)資源或者執(zhí)行其他清理工作。finalize方法是在垃圾收集器刪除對(duì)象之前對(duì)這個(gè)對(duì)象調(diào)用的。
3. 新生代和老年代：
堆內(nèi)存被劃分成兩個(gè)不同的區(qū)域：新生代 ( Young )、老年代 ( Old )。
新生代 ( Young ) 又被劃分為三個(gè)區(qū)域：Eden、From Survivor（S0）、To Survivor（S1）。S0區(qū)和S1區(qū)內(nèi)存大小相等。
新生代：剛new出不久的對(duì)象存放在新生代中，存放不經(jīng)常被使用的對(duì)象。
老年代：存放比較活躍的對(duì)象，存放經(jīng)常被引用的對(duì)象。
垃圾回收機(jī)制在新生代回收的次數(shù)比較頻繁，而在老年代回收的次數(shù)相對(duì)較少。而且一般情況下，老年代的內(nèi)存空間大于新生代的內(nèi)存空間。
二、判斷對(duì)象存活的方法：
1.引用計(jì)數(shù)法：
給對(duì)象中添加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有一個(gè)地方引用它時(shí)，計(jì)數(shù)器值加１；當(dāng)引用失效時(shí)，計(jì)數(shù)器值減１。任何時(shí)刻計(jì)數(shù)器值為０的對(duì)象就是不可能再被使用的。當(dāng)對(duì)象計(jì)數(shù)器的值大于15時(shí)，會(huì)被存放到堆內(nèi)存的老年代中，當(dāng)對(duì)象的值大于0小于15時(shí)則存放在新生代中。因其很難解決對(duì)象之間相互循環(huán)引用的問(wèn)題，所以該算法逐漸被淘汰，而別很少出現(xiàn)在主流的Java虛擬機(jī)中。
2.根搜索算法：
根搜索算法的基本思路就是通過(guò)一系列名為”GC Roots”的對(duì)象作為起始點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開(kāi)始向下搜索，搜索所走過(guò)的路徑稱(chēng)為引用鏈(Reference Chain)，當(dāng)一個(gè)對(duì)象到GC Roots沒(méi)有任何引用鏈相連時(shí)，則證明此對(duì)象是不可用的。
在Java語(yǔ)言中，可以作為GCRoots的對(duì)象包括下面幾種：
(1). 棧（棧幀中的局部變量區(qū)，也叫做局部變量表）中引用的對(duì)象。
(2). 方法區(qū)中的類(lèi)靜態(tài)屬性引用的對(duì)象。
(3). 方法區(qū)中常量引用的對(duì)象。
(4). 本地方法棧中JNI(Native方法)引用的對(duì)象。
三、垃圾回收策略：
1、標(biāo)記清除算法：
標(biāo)記階段：遍歷堆，將不可達(dá)對(duì)象標(biāo)記為1，可達(dá)對(duì)象標(biāo)記為0。
清除階段：遍歷堆，逐個(gè)把標(biāo)記為1的不可達(dá)對(duì)象回收。
缺點(diǎn)：由于堆內(nèi)存空間不連續(xù)，所以逐個(gè)回收對(duì)象時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存空間碎片化，而且效率低。
應(yīng)用場(chǎng)景：用于對(duì)象存活周期較長(zhǎng)的老年代。
2、復(fù)制算法：
復(fù)制算法的基本思想是JVM一開(kāi)始就會(huì)將可用內(nèi)存分為大小相等的兩塊：from域（S0區(qū)）和to域（S1區(qū)）。每次只是使用from域，to域則空閑著。當(dāng)from域內(nèi)存不夠了，開(kāi)始執(zhí)行GC操作，這個(gè)時(shí)候，會(huì)把from域存活的對(duì)象拷貝到to域，然后直接把from域進(jìn)行內(nèi)存清理。
應(yīng)用場(chǎng)景：新生代。在新生代中，內(nèi)存會(huì)被分為Eden區(qū)、S0區(qū)和S1區(qū)。剛new出來(lái)的對(duì)象剛開(kāi)始會(huì)被存放在Eden區(qū)，當(dāng)Eden區(qū)內(nèi)存滿(mǎn)后，觸發(fā)新生代的GC操作，把可達(dá)對(duì)象拷貝至S0區(qū)，清除Eden區(qū)中的所有對(duì)象，當(dāng)Eden區(qū)再次觸發(fā)GC操作時(shí)，會(huì)掃描Eden區(qū)和S0區(qū)域，對(duì)兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行垃圾回收，經(jīng)過(guò)這次回收后還存活的對(duì)象，則直接復(fù)制到S1區(qū)域，并將Eden和From區(qū)域清空；當(dāng)后續(xù)Eden又發(fā)生GC回收時(shí)，會(huì)對(duì)Eden和S1區(qū)域進(jìn)行垃圾回收，存活的對(duì)象復(fù)制到S0區(qū)域，并將Eden和S1區(qū)清空；如此交換15次(由JVM參數(shù)MaxTenuringThreshold決定,這個(gè)參數(shù)默認(rèn)是15)，最終如果還是存活，就存入到老年代。
優(yōu)缺點(diǎn)：性能高，解決了碎片化問(wèn)題，但是S0和S1區(qū)總有一塊內(nèi)存空白，造成內(nèi)存空間浪費(fèi)。
應(yīng)用場(chǎng)景：新生代。
3、標(biāo)記壓縮算法：
在標(biāo)記清除算法的基礎(chǔ)上，將對(duì)象進(jìn)行排序，使不可達(dá)對(duì)象盡可能地排序在一起，GC操作時(shí)就可整段刪除不可達(dá)對(duì)象，從而解決標(biāo)記清除算法中產(chǎn)生碎片化的問(wèn)題。
4、分代算法：
根據(jù)對(duì)象的存活周期的不同將內(nèi)存劃分成幾塊，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āＰ律捎脧?fù)制算法，老年代使用標(biāo)記壓縮算法。
