垃圾回收機(jī)制：

什么時(shí)候：
什么時(shí)候開(kāi)啟垃圾回收（觸發(fā)GC的條件）,GC觸發(fā)的條件有兩種：①、程序調(diào)用System.gc時(shí)可以觸發(fā)；②、系統(tǒng)自身判斷GC的依據(jù)：根據(jù)Eden區(qū)和From Space區(qū)的內(nèi)存大小來(lái)決定。當(dāng)內(nèi)存大小不足時(shí)，則會(huì)啟動(dòng)GC線程并停止應(yīng)用線程。

對(duì)什么東西：
GC操作的對(duì)象分為：通過(guò)可達(dá)性分析法無(wú)法搜索到的對(duì)象和可以搜索到的對(duì)象，對(duì)于搜索不到的對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記

做了什么：
對(duì)于可以搜索到的對(duì)象進(jìn)行復(fù)制操作，對(duì)于搜索不到的對(duì)象，調(diào)用finalize()方法進(jìn)行釋放。

常見(jiàn)的垃圾回收算法：

• 引用計(jì)數(shù)：

  • 每個(gè)對(duì)象有一個(gè)引用計(jì)數(shù)屬性，新增一個(gè)引用時(shí)計(jì)數(shù)加1，引用釋放時(shí)計(jì)數(shù)減1，計(jì)數(shù)為0時(shí)可用回收。此方法簡(jiǎn)單，無(wú)法解決對(duì)象相互循環(huán)引用的問(wèn)題，且每次對(duì)對(duì)象復(fù)制時(shí)均要維護(hù)引用計(jì)數(shù)器，且計(jì)數(shù)器本身也有一定的消耗。

復(fù)制算法：

堆內(nèi)存.png

• 新生代：新生代劃分為Eden(伊甸園)與SurvivorFrom與SurvivorTo
• 老年代：老年代的空間里只有老年代
  • 1、首先，當(dāng)Eden區(qū)滿的時(shí)候回觸發(fā)第一次GC，把還活著的對(duì)象拷貝到SurvivorFrom區(qū)，當(dāng)Eden區(qū)再次觸發(fā)GC的時(shí)候會(huì)掃描Eden區(qū)和From區(qū)域，對(duì)這兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行垃圾回收，經(jīng)過(guò)這次回收后還存活著的對(duì)象，則直接復(fù)制到To區(qū)域(如果有對(duì)象的年齡已經(jīng)達(dá)到了老年的標(biāo)準(zhǔn)，則賦值到老年代區(qū))，同時(shí)把這些對(duì)象的年齡 + 1
  • 2、然后，情況Eden和SurvivoFrom中的對(duì)象，也即復(fù)制之后有交換，誰(shuí)空誰(shuí)是To
  • 3、SurvivorTo和SurvivorFrom互換
    最后，SUrvivoTo和SurvivorFrom互換，原SurvivorTo成為下一次GC時(shí)的SurvivorFrom區(qū)。部分對(duì)象會(huì)在From和To區(qū)域中復(fù)制來(lái)復(fù)制去，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，就存入老年代
    優(yōu)點(diǎn)：
    在存活對(duì)象不多的情況下，性能高，能解決內(nèi)存碎片和java垃圾回收算法之-標(biāo)記清除中導(dǎo)致的引用更新問(wèn)題。
    缺點(diǎn)：
    會(huì)造成一部分的內(nèi)存浪費(fèi)。不過(guò)可以根據(jù)實(shí)際情況，將內(nèi)存塊大小比例適當(dāng)調(diào)整；
    如果存活對(duì)象的數(shù)量比較大，coping的性能會(huì)變得很差

• 標(biāo)記清除算法
  

  標(biāo)記清除.png
  
  標(biāo)記清除算法分為兩個(gè)階段：標(biāo)記和清除。
  它的做法是當(dāng)堆中的有效內(nèi)存空間(available memory)被耗盡的時(shí)候，就會(huì)讓整個(gè)程序stop然后進(jìn)行標(biāo)記再清除
  標(biāo)記：標(biāo)記的過(guò)程其實(shí)就是，遍歷所有的GC Roots，然后將所有的GC Roots可達(dá)的對(duì)象標(biāo)記為存活的對(duì)象。
  清除：清除的過(guò)程將遍歷堆中所有的對(duì)象中沒(méi)有標(biāo)記的對(duì)象全部清除掉
  缺點(diǎn)：
  1、它的缺點(diǎn)就是效率比較低(遞歸與全堆對(duì)象遍歷)，而且在進(jìn)行GC的時(shí)候，需要停止應(yīng)用程序。
  2、這種方式清理出來(lái)的空閑內(nèi)存是不連續(xù)的。我們的死亡對(duì)象都是隨機(jī)的出現(xiàn)在內(nèi)存的各個(gè)角落，把它們都清除之后，內(nèi)存的布局自然會(huì)亂七八糟，為了應(yīng)付這一點(diǎn)，JVM就不得不維持一個(gè)內(nèi)存的空閑列表，這又是一個(gè)開(kāi)銷(xiāo)。而且在分配數(shù)組對(duì)象的，尋找連續(xù)的內(nèi)存不好找

• 標(biāo)記整理
  分為標(biāo)記和整理兩個(gè)階段：首先標(biāo)記出所有需要回收的對(duì)象，讓所有存活的對(duì)象都向一端移動(dòng)，然后直接清理掉邊界意外的內(nèi)存。
  優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)產(chǎn)生空間碎片，但是整理會(huì)需要一點(diǎn)時(shí)間
  地方：適合老年代進(jìn)行垃圾收集，parallel Old（針對(duì)parallel scanvange gc的） gc和Serial old收集器就是采用該算法進(jìn)行回收的。

• 分代收集算法
  目前商用虛擬機(jī)都使用“分代收集算法”，所謂分代就是根據(jù)對(duì)象的生命周期把內(nèi)存分為幾塊，一般把Java堆中分為新生代和老年代，這樣就可以根據(jù)對(duì)象的“年齡”選擇合適的垃圾回收算法。

  • 新生代：“朝生夕死”，存活率低，使用復(fù)制算法。
  • 老年代：存活率較高，使用“標(biāo)記-清除”算法或者“標(biāo)記-整理”算法。

垃圾收集器

如果說(shuō)收集算法是內(nèi)存回收的方法論，垃圾收集器就是內(nèi)存回收的具體實(shí)現(xiàn)

Serial收集器
串行收集器是最古老，最穩(wěn)定以及效率高的收集器，可能會(huì)產(chǎn)生較長(zhǎng)的停頓，只是用一個(gè)線程去回收。新生代、老年代使用串行回收；新生代復(fù)制算法、老年代標(biāo)記 - 壓縮；垃圾收集的過(guò)程中會(huì)Stop The World(服務(wù)暫停)
參數(shù)控制： -XX:+UseSerialGC 串行收集器

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• ParNew 收集器 ParNew收集器其實(shí)就是Serial收集器的多線程版本。新生代并行，老年代串行；新生代復(fù)制算法、老年代標(biāo)記-壓縮
  參數(shù)控制：
  -XX:+UseParNewGC ParNew收集器
  -XX:ParallelGCThreads 限制線程數(shù)量

  
  
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Parallel收集器

Parallel Scavenge收集器類(lèi)似ParNew收集器，Parallel收集器更關(guān)注系統(tǒng)的吞吐量?？梢酝ㄟ^(guò)參數(shù)來(lái)打開(kāi)自適應(yīng)調(diào)節(jié)策略，虛擬機(jī)會(huì)根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行情況收集性能監(jiān)控信息，動(dòng)態(tài)調(diào)整這些參數(shù)以提供最合適的停頓時(shí)間或最大的吞吐量；也可以通過(guò)參數(shù)控制GC的時(shí)間不大于多少毫秒或者比例；新生代復(fù)制算法、老年代標(biāo)記-壓縮
參數(shù)控制： -XX:+UseParallelGC 使用Parallel收集器+ 老年代串行

Parallel Old 收集器
Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多線程和“標(biāo)記－整理”算法。這個(gè)收集器是在JDK 1.6中才開(kāi)始提供
參數(shù)控制： -XX:+UseParallelOldGC 使用Parallel收集器+ 老年代并行

CMS收集器
CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一種以獲取最短回收停頓時(shí)間為目標(biāo)的收集器。目前很大一部分的Java應(yīng)用都集中在互聯(lián)網(wǎng)站或B/S系統(tǒng)的服務(wù)端上，這類(lèi)應(yīng)用尤其重視服務(wù)的響應(yīng)速度，希望系統(tǒng)停頓時(shí)間最短，以給用戶帶來(lái)較好的體驗(yàn)。
從名字（包含“Mark Sweep”）上就可以看出CMS收集器是基于“標(biāo)記-清除”算法實(shí)現(xiàn)的，它的運(yùn)作過(guò)程相對(duì)于前面幾種收集器來(lái)說(shuō)要更復(fù)雜一些，整個(gè)過(guò)程分為4個(gè)步驟，包括：

• 初始標(biāo)記（CMS initial mark）

• 并發(fā)標(biāo)記（CMS concurrent mark）

• 重新標(biāo)記（CMS remark）

• 并發(fā)清除（CMS concurrent sweep）

其中初始標(biāo)記、重新標(biāo)記這兩個(gè)步驟仍然需要“Stop The World”。初始標(biāo)記僅僅只是標(biāo)記一下GC Roots能直接關(guān)聯(lián)到的對(duì)象，速度很快，并發(fā)標(biāo)記階段就是進(jìn)行GC Roots Tracing的過(guò)程，而重新標(biāo)記階段則是為了修正并發(fā)標(biāo)記期間，因用戶程序繼續(xù)運(yùn)作而導(dǎo)致標(biāo)記產(chǎn)生變動(dòng)的那一部分對(duì)象的標(biāo)記記錄，這個(gè)階段的停頓時(shí)間一般會(huì)比初始標(biāo)記階段稍長(zhǎng)一些，但遠(yuǎn)比并發(fā)標(biāo)記的時(shí)間短。
由于整個(gè)過(guò)程中耗時(shí)最長(zhǎng)的并發(fā)標(biāo)記和并發(fā)清除過(guò)程中，收集器線程都可以與用戶線程一起工作，所以總體上來(lái)說(shuō)，CMS收集器的內(nèi)存回收過(guò)程是與用戶線程一起并發(fā)地執(zhí)行。老年代收集器（新生代使用ParNew）
優(yōu)點(diǎn): 并發(fā)收集、低停頓
缺點(diǎn): 產(chǎn)生大量空間碎片、并發(fā)階段會(huì)降低吞吐量
參數(shù)控制：
-XX:+UseConcMarkSweepGC 使用CMS收集器
-XX:+ UseCMSCompactAtFullCollection Full GC后，進(jìn)行一次碎片整理；整理過(guò)程是獨(dú)占的，會(huì)引起停頓時(shí)間變長(zhǎng)
-XX:+CMSFullGCsBeforeCompaction 設(shè)置進(jìn)行幾次Full GC后，進(jìn)行一次碎片整理
-XX:ParallelCMSThreads 設(shè)定CMS的線程數(shù)量（一般情況約等于可用CPU數(shù)量）

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G1收集器

GcRoot

所謂"GC roots" 或者說(shuō)tracing GC的"根集合"就是一組必須活躍的引用。
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)，從這個(gè)被稱為GC Roots的對(duì)象開(kāi)始向下搜索，如果一個(gè)對(duì)象到GC Roots沒(méi)有任何引用鏈相連時(shí)，則說(shuō)明此對(duì)象不可用。也即給定一個(gè)集合的引用作為根出發(fā)，通過(guò)引用關(guān)系遍歷對(duì)象圖，能被遍歷到的(可到達(dá)的)對(duì)象就被判定為存活；沒(méi)有被遍歷到的就自然被判定為死亡

哪些可以作為GC Roots的對(duì)象：
虛擬機(jī)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
方法區(qū)中的類(lèi)靜態(tài)屬性引用的對(duì)象。
方法區(qū)中常量引用的對(duì)象
本地方法棧中JNI(Native方法)引用的對(duì)象