背景：看完《深入理解Java虛擬機》和相關(guān)博客，對JVM還是沒有一個條理清晰的認識，遂提取了書中相關(guān)知識點和參考相關(guān)優(yōu)秀博客并整理成JVM專題博文系列，幫助自己鞏固并理清有關(guān)JVM的知識重點，也分享出來給有需要的童鞋，如有差錯，歡迎拍磚！
在之前，我總結(jié)了JVM之內(nèi)存結(jié)構(gòu)中提到各種垃圾回收器，今天就來聊聊它們的回收策略
我們知道JAVA最大的優(yōu)點就是可以實現(xiàn)自動內(nèi)存管理，這極大的便利了JAVA程序員，降低了使用成本。但這也使得平時我們在使用JAVA編程時不太關(guān)注JVM到底是怎樣進行內(nèi)存回收的，只有在需要實際對JVM進行系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)，這里的場景可能是在系統(tǒng)面臨極致性能優(yōu)化要求時，我們才發(fā)現(xiàn)需要對JAVA的整體內(nèi)存結(jié)構(gòu)以及內(nèi)存回收機制要有一定的認識和了解才行。
JVM垃圾回收
GC (Garbage Collection)的基本原理：將內(nèi)存中不再被使用的對象進行回收，GC中用于回收的方法稱為收集器，由于GC需要消耗一些資源和時間，Java在對對象的生命周期特征進行分析后，按照新生代、舊生代的方式來對對象進行收集，以盡可能的縮短GC對應用造成的暫停
對新生代的對象的收集稱為minor GC；
對舊生代的對象的收集稱為Full GC；
程序中主動調(diào)用System.gc()強制執(zhí)行的GC為Full GC。
不同的對象引用類型， GC會采用不同的方法進行回收，JVM對象的引用分為了四種類型：
強引用：默認情況下，對象采用的均為強引用（這個對象的實例沒有其他對象引用，GC時才會被回收）
軟引用：軟引用是Java中提供的一種比較適合于緩存場景的應用（只有在內(nèi)存不夠用的情況下才會被GC）
弱引用：在GC時一定會被GC回收
虛引用：由于虛引用只是用來得知對象是否被GC
在圖中，我們也大致對整個垃圾回收系統(tǒng)進行了標注，這里主要涉及回收策略、回收算法、垃圾回收器這幾個部分。形象一點表述，就是JVM需要知道那些內(nèi)存可以被回收，要有一套識別機制，在知道那些內(nèi)存可以回收以后具體采用什么樣的回收方式，這就需要設(shè)計一些回收算法，而具體的垃圾回收器就是根據(jù)不同內(nèi)存區(qū)域的使用特點，采用相應地回收策略和算法的具體實現(xiàn)了。
我們也標注了不同垃圾回收器所適用的特定內(nèi)存區(qū)域，對于JVM垃圾回收這塊的優(yōu)化，就是我們需要在了解這些垃圾回收算法、垃圾回收器特點后能夠根據(jù)自己應用的場景選擇合適的垃圾收集器，以及各區(qū)域垃圾收集器的搭配關(guān)系。
回收策略
我們知道，JVM進行內(nèi)存回收的主要目的是為了回收不再使用的內(nèi)存，因為在進行JAVA程序編寫時，我們只有new的操作,而不需要收工釋放不再使用的空間，如果這些空閑內(nèi)存不能及時被回收，很快我們的JVM內(nèi)存空間就會泄露（新申請內(nèi)存空間的操作失敗，導致程序報錯），所以回收不再使用的內(nèi)存的目的則是為了及時釋放空間，騰籠換鳥，以防止內(nèi)存泄漏。
那么問題來了，JAVA程序申請了那么多的內(nèi)存空間，那些內(nèi)存才能被認定是不再使用的內(nèi)存呢？搞錯了，如果把正在被程序使用的內(nèi)存給釋放了，程序邏輯就空指針異常了！
由于程序計數(shù)器、Java虛擬機棧、本地方法棧都是線程獨享，其占用的內(nèi)存也是隨線程生而生、隨線程結(jié)束而回收。而Java堆和方法區(qū)則不同，線程共享，是GC的所關(guān)注的部分。
在堆中幾乎存在著所有對象，GC之前需要考慮哪些對象還活著不能回收，哪些對象已經(jīng)死去可以回收，所以回收對象所占用的內(nèi)存是JAVA垃圾回收的主要目標。
有兩種算法可以判定對象是否存活：
引用計數(shù)算法：給對象中添加一個引用計數(shù)器，每當一個地方應用了對象，計數(shù)器加1；當引用失效，計數(shù)器減1；當計數(shù)器為0表示該對象已死、可回收。但是它很難解決兩個對象之間相互循環(huán)引用的情況。
可達性分析算法：通過一系列稱為“GC Roots”的對象作為起點，從這些節(jié)點開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為引用鏈，當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連（即對象到GC Roots不可達），則證明此對象已死、可回收。Java中可以作為GC Roots的對象包括：虛擬機棧中引用的對象、本地方法棧中Native方法引用的對象、方法區(qū)靜態(tài)屬性引用的對象、方法區(qū)常量引用的對象。
那么如何判斷對象是處于可回收狀態(tài)的呢？在主流的JVM中是采用“可達性分析算法”來進行判斷的。
這個算法的基本思路就是通過一系列的稱為“GC Roots”的對象作為起始點，并從這些節(jié)點開始往下進行搜索，搜索走過的路徑我們稱之為引用鏈（Reference Chain），當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連時，我們就稱之為對象引用不可達，則證明這個對象是不可用的，就可以暫時判定這個對象為可回收對象。示意圖如下：
在圖中雖然Obj F與Obj J之間互相有關(guān)聯(lián)但是它們到GC Roots是不可達的，所以將會被判定為可回收對象。既然如此，什么樣的對象可以作為GC Roots對象呢？
在JAVA中可以被作為GC Roots的對象主要是：虛擬機棧-棧幀中的本地變量表所引用的對象、方法區(qū)（<JDK1.8）中類靜態(tài)屬性所引用的對象／常量屬性所引用的對象、本地方法棧中引用的對象。
這里還需要注意一個小的細節(jié)，就是被判定為對象不可達的對象也并非會被立刻回收，在學習JAVA語法是我們應該學習過finalize()方法，如果對象重寫了finalize方法，并重新把this關(guān)鍵字賦值給了某個類變量或?qū)ο蟮某蓡T變量的話，該對象就會被"救活"，具體過程可參考上圖所示，只是這種方式并不鼓勵大家使用，了解下就行。
在關(guān)于如何判定對象是否屬于不再使用的內(nèi)存時，還有個通常會被大家錯誤認為是JVM使用的方式-“引用計數(shù)法”，事實上引用計數(shù)法的實現(xiàn)比較簡單，判定效率也比較高，在Python語言中就使用了這種算法進行內(nèi)存管理，但是它有一個比較難解決的對象之間循環(huán)引用的問題，所以在JAVA虛擬機里并沒有選用“引用計數(shù)法”來管理內(nèi)存，需要大家注意下！
參考
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