垃圾回收是Java最大的特點之一，由于垃圾回收是java虛擬機自動進行，在代碼開發(fā)中不用去管理垃圾什么時候回收。而且現(xiàn)在集群部署及機器物理內(nèi)存可擴增，內(nèi)存問題在很多開發(fā)場景都被忽略，都是讓Java虛擬機自己管理。

怎么確定一個對象可以被回收

最主要的兩個垃圾回收算法就是引用計數(shù)和跟蹤搜索算法，引用計數(shù)算法就是給對象添加一個計數(shù)器，當被引用時就加1，引用失效時就減1，在任何情況下都為0時，該對象就可以被回收；但這種算法難以解決對象環(huán)狀循環(huán)引用的問題。

跟蹤搜索算法在《深入理解Java虛擬機》書中定義為：通過一系列命名為“GC Root”的節(jié)點向下搜索，當一個對象到“GC Root”節(jié)點沒有任何引用，即到“GC Root”節(jié)點不可達，則該對象就可以被回收。

"GC Root”節(jié)點定義

1. 虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中的引用的對象。
2. 方法區(qū)中的類靜態(tài)屬性引用的對象。
3. 方法區(qū)中的常量引用的對象。
4. 本地方法棧中JNI（即一般說的Native方法）的引用的對象。

垃圾回收方式

標記清除算法（Mark-Sweep）

顧名思義，先將需要回收的對象進行一一標記，完成之后進行統(tǒng)一的回收。這是最基本垃圾回收算法，但是在最初標記的時候以及清除垃圾的時候效率都不高，并且在清除后以前被占用的內(nèi)存就變成了不連續(xù)的內(nèi)存碎片，在存放大對象時很可以為因為連續(xù)的內(nèi)存不夠而引發(fā)Full GC。

復制算法

復制算法為了解決效率，將內(nèi)存劃分為相同的兩快，每次存放時只存放一邊，內(nèi)存滿了之后就將存貨的復制到另一邊，然后對剩下的進行垃圾清理，每次回收時只用移動對象內(nèi)存指針，按照順序分配，且不用考慮內(nèi)存碎片的問題，簡單高效?，F(xiàn)在的分代收集算法中新生代基本就是按照這種算法實現(xiàn)。但對存放時間長的對象，每次就要進行多次復制，而且還需要額外的空間擔保，所以并不適用于老年代。

標記整理算法

與標記清楚算法前部分一樣，在清理對象時，將存活的對象移動并按順序排列，完成后將存貨對象界限意外的刪除，這種多用于老年代收集。

分代收集算法

將內(nèi)存根據(jù)對象不同的生命周期劃分為幾塊，一般分為新生代、老年代、持久區(qū)等，然后每個分區(qū)選擇當前最合適的垃圾回收算法。

垃圾回收測試

在單元測試的run configuration 中添加：

 -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCTimeStamps 

意思是運行的初始和最大內(nèi)存為jvm20m，新生代使用10m。-XX:SurvivorRatio=8 表示新生代中eden和survivor的比例，由于survivor是同時存在2個，所以為8:1:1，-XX:+PrintGCDetails打印GC日志， -XX:+PrintGCTimeStamps 打印時間

測試代碼

public class JavaOOMError {  
  
    private static  byte[] bts = null;  
  
  
    public static void init(){  
        bts = new byte[3 * 1024 * 1024];  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
      
        init();  
      
        byte[] bts1 = new byte[1 * 1024 * 1024];  
        System.out.println("-----" + 1);  
        byte[] bts2 = new byte[2 * 1024 * 1024];  
        System.out.println("-----" + 2);  
        byte[] bts3 = new byte[3 * 1024 * 1024];  
        System.out.println("-----" + 3);  
        byte[] bts4 = new byte[4 * 1024 * 1024];  
        System.out.println("-----" + 4);  
        byte[] bts5 = new byte[5 * 1024 * 1024];  
        System.out.println("-----" + 5);  
    }  
}  

運行結果

-----1  
-----2  
0.644: [GC (Allocation Failure) 0.645: [DefNew: 6807K->482K(9216K), 0.0102920 secs] 6807K->6626K(19456K), 0.0109738 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]   
-----3  
-----4  
0.658: [GC (Allocation Failure) 0.658: [DefNew: 7812K->7812K(9216K), 0.0000349 secs]0.658: [Tenured: 6144K->9216K(10240K), 0.0090041 secs] 13956K->13793K(19456K), [Metaspace: 1636K->1636K(4480K)], 0.0095951 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]   
0.667: [Full GC (Allocation Failure) 0.667: [Tenured: 9216K->9216K(10240K), 0.0030476 secs] 13793K->13782K(19456K), [Metaspace: 1636K->1636K(4480K)], 0.0031219 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]   
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space  
at com.test.gc.JavaOOMError.main(JavaOOMError.java:51)  
Heap  
def new generation   total 9216K, used 4893K [0x03e00000, 0x04800000, 0x04800000)  
eden space 8192K,  59% used [0x03e00000, 0x042c7458, 0x04600000)  
from space 1024K,   0% used [0x04700000, 0x04700000, 0x04800000)  
to   space 1024K,   0% used [0x04600000, 0x04600000, 0x04700000)  
tenured generation   total 10240K, used 9216K [0x04800000, 0x05200000, 0x05200000)  
the space 10240K,  90% used [0x04800000, 0x05100090, 0x05100200, 0x05200000)  
Metaspace       used 1654K, capacity 2242K, committed 2368K, reserved 4480K  

1. 在打印3前新生代執(zhí)行一次Minor GC，由于初始化的靜態(tài)變量占了3M，后面用new 了1和2 共3M對象，所以第三次執(zhí)行新生代剩余的不足2M，后面的在new一個3M大對象無法存放時，就會執(zhí)行一次垃圾會后，回收后新生代空間 6807K->482K(9216K），之前的6m就被放到老年代（之所以不能被清除，是因為所有的對象根據(jù)跟蹤搜索算法還存在）；

2. 在3和4被執(zhí)行后，執(zhí)行5時，由于此時5的需要的空間為5M，新生代已被占用7M，空間不足，會執(zhí)行垃圾回收，執(zhí)行minor GC后，將3放到老年代中 Tenured: 6144K->9216K(10240K) ，但是新生代發(fā)現(xiàn)內(nèi)存還是不夠，執(zhí)行Full GC，最后還是沒有可連續(xù)的5M內(nèi)存空間，就只能報OutOfMemoryError: Java heap space異常。

3. 從上面可以看出，java垃圾回收的一個具體信息，在上面代碼中，如果添加bts4 = null;再次執(zhí)行

添加位置如下

    System.out.println("-----" + 4);  
    bts4 = null;  
    byte[] bts5 = new byte[5 * 1024 * 1024]; 

運行結果：

    -----1  
    -----2  
    0.757: [GC (Allocation Failure) 0.758: [DefNew: 6807K->482K(9216K), 0.0059942 secs] 6807K->6626K(19456K), 0.0066999 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]   
    -----3  
    -----4  
    0.765: [GC (Allocation Failure) 0.765: [DefNew: 7812K->7812K(9216K), 0.0000312 secs]0.765: [Tenured: 6144K->9697K(10240K), 0.0050508 secs] 13956K->9697K(19456K), [Metaspace: 1636K->1636K(4480K)], 0.0051905 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]   
    -----5  
    Heap  
    def new generation   total 9216K, used 5446K [0x03e00000, 0x04800000, 0x04800000)  
    eden space 8192K,  66% used [0x03e00000, 0x04351af0, 0x04600000)  
    from space 1024K,   0% used [0x04700000, 0x04700000, 0x04800000)  
    to   space 1024K,   0% used [0x04600000, 0x04600000, 0x04700000)  
    tenured generation   total 10240K, used 9697K [0x04800000, 0x05200000, 0x05200000)  
    the space 10240K,  94% used [0x04800000, 0x05178440, 0x05178600, 0x05200000)  
    Metaspace       used 1640K, capacity 2242K, committed 2368K, reserved 4480K 

此次執(zhí)行并沒有報出異常，主要在放入4后，執(zhí)行5時，內(nèi)存不夠執(zhí)行垃圾回收，由于此時4已經(jīng)屬于不存活對象，被回收掉，3轉(zhuǎn)到了老年代；此時新生代的空間足夠放入5，所以并不會執(zhí)行Full GC。