垃圾收集器在對(duì)堆進(jìn)行回收前，第一件事情就是要確定對(duì)象中哪些還“活著”，哪些“已死”。
一、如何判斷對(duì)象已死
1) 引用計(jì)數(shù)算法
給對(duì)象添加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)又一個(gè)地方應(yīng)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)象是不可能再被使用的。
引用計(jì)數(shù)器算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，判定效率也很高，在大部分情況下是個(gè)不錯(cuò)的算法，但是在主流的Java虛擬機(jī)里沒有選用引用計(jì)數(shù)算法來(lái)管理內(nèi)存，其主要原因它很難解決對(duì)象之間的相互循環(huán)引用的問(wèn)題。
2) 可達(dá)性分析算法
這個(gè)算法就是通過(guò)一系列的稱為“GC Roots”的對(duì)象作為起始點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開始向下搜索，搜索所走過(guò)的路徑稱為引用鏈（Reference Chain），當(dāng)一個(gè)對(duì)象到GC Roots沒有任何引用鏈相連時(shí)，則證明此對(duì)象是不可用的。
可作為GC Roots的對(duì)象包括下面幾種：
1.虛擬機(jī)棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對(duì)象；
2.方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象；
3.方法區(qū)中常量應(yīng)用的對(duì)象；
4.本地方法棧中JNI（即一般說(shuō)的Native方法）引用的對(duì)象；
JDK1.2后，Java對(duì)應(yīng)用的概念進(jìn)行擴(kuò)充，將引用分為強(qiáng)引用，軟引用，弱引用，虛引用：
強(qiáng)引用類似“Object obj = new Object（）”這類引用，只要強(qiáng)引用還存在，垃圾回收器永遠(yuǎn)不會(huì)回收掉被引用的對(duì)象。
軟引用有用非必須的對(duì)象，當(dāng)發(fā)生內(nèi)存溢出時(shí)會(huì)把這些對(duì)象列進(jìn)回收范圍之中進(jìn)行第二次回收。提供了SoftReference類來(lái)實(shí)現(xiàn)軟引用。
弱引用也是非必須對(duì)象的，只能生存都下次垃圾收集發(fā)生之前。提供了WeakReference類來(lái)實(shí)現(xiàn)引用。
虛引用稱為幽靈引用或者幻影引用，一個(gè)對(duì)象是否是有虛引用存在，完全不對(duì)堆其生存時(shí)間構(gòu)成影響，也無(wú)法通過(guò)一個(gè)虛引用來(lái)獲取一個(gè)對(duì)象的實(shí)例。為一個(gè)對(duì)象設(shè)置虛引用的唯一目的就是能在這個(gè)對(duì)象被垃圾收集器回收是收到一個(gè)系統(tǒng)通知。提供PhantomReference類來(lái)實(shí)現(xiàn)虛引用。
二、垃圾收集算法
1) 標(biāo)記-清除算法
首先是標(biāo)記出所有需要回收的對(duì)象，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收所有標(biāo)記的對(duì)象。
主要的不足：
一個(gè)是效率問(wèn)題，標(biāo)記和清除兩個(gè)過(guò)程效率都不高；
另一個(gè)是空間問(wèn)題，標(biāo)記清除之后會(huì)產(chǎn)生大量的不連續(xù)的內(nèi)存碎片，空間碎片太多可能會(huì)導(dǎo)致以后在程序運(yùn)行過(guò)程中需要分配較大對(duì)象時(shí)，無(wú)法找到足夠的連續(xù)內(nèi)存而不得不出發(fā)另一次垃圾收集動(dòng)作
2) 復(fù)制算法
他將可用內(nèi)存按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當(dāng)這一塊的內(nèi)存用完了，就將還存活的對(duì)象復(fù)制到另一塊上，然后把已使用過(guò)的內(nèi)存空間一次清理掉。
這種算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，運(yùn)行效率高。不足是將內(nèi)存縮小為yuanli的一半，代價(jià)未免太高。
商業(yè)虛擬機(jī)都采用這種收集算法來(lái)回收新生代。新生代的對(duì)象98%是“朝生夕死”，所以并不需要按照1:1的比例來(lái)劃分內(nèi)存空間，而是將內(nèi)存分為一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間，每次使用Eden和其中一塊Survivor。當(dāng)回收是，將Eden和Survivor中還存活的對(duì)象一次性復(fù)制到另一個(gè)Survivor空間上，最后清理掉Eden和剛才用過(guò)的Survivor空間。HotSpot虛擬機(jī)默認(rèn)Eden和Survivor的大小比例是8:1，由于我們沒法保證每次護(hù)手都不多余10%的對(duì)象存活，當(dāng)Survivor空間不足時(shí)，需要依賴其它內(nèi)存（這里指老年代）進(jìn)行分配擔(dān)保。
3) 標(biāo)記-整理算法
復(fù)制收集算法在對(duì)象存活率較高時(shí)就要進(jìn)行較多的復(fù)制操作，效率將會(huì)變低。更關(guān)鍵的是如果不想浪費(fèi)50%的空間，就需要額外的空間擔(dān)保，以應(yīng)對(duì)被使用的內(nèi)存中所有對(duì)象都100%存活的極端情況，所以老年代一般不能直接選用這種算法。
標(biāo)記-整理算法，首先是標(biāo)記出所有存活的對(duì)象，將存活的對(duì)象都移向一端，然后清理掉端邊界以外的內(nèi)存。
3) 分代收集算法
根據(jù)對(duì)象存活的周期不同將內(nèi)存劃分為幾塊。一般把Java堆分為新生代和老年代，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?。在新生代中，每次垃圾收集時(shí)都發(fā)現(xiàn)有大批的對(duì)象死去，只有少量存活，那就選用復(fù)制算法，只需要付出少量存活對(duì)象的復(fù)制成本就可以完成收集。而老年代存活率高、沒有額外空間對(duì)它分配擔(dān)保，就必須使用“標(biāo)記-清理”或者“標(biāo)記-整理”算法來(lái)進(jìn)行回收。
三、垃圾收集器
基于JDK1.7 Update 14之后的HotSpot虛擬機(jī)，這個(gè)虛擬機(jī)包含的所有收集器如圖：
現(xiàn)在用的基本都是CMS,則這里只說(shuō)CMS收集器：CMS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)用集中在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站或者B/S系統(tǒng)的服務(wù)端上，這類應(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)。
CMS優(yōu)點(diǎn)就是：并發(fā)收集，低停頓
CMS缺點(diǎn)：
1）CMS對(duì)CPU資源非常敏感，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用程序慢，總吞吐量降低；
2）CMS無(wú)法處理浮動(dòng)垃圾；
3）是一款基于"標(biāo)記-清除"算法實(shí)現(xiàn)的會(huì)產(chǎn)生大量的空間碎片。
