前言
?Java堆和方法區(qū)兩個(gè)區(qū)域有明顯的不確定性，因?yàn)橐粋€(gè)接口的多個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)需要的內(nèi)存可能不一樣，一個(gè)方法所執(zhí)行的不同條件分支所需的內(nèi)存也可能不一樣，只有處于運(yùn)行期間，我們才能知道創(chuàng)建哪些對(duì)象，創(chuàng)建多少個(gè)對(duì)象，這部分內(nèi)存的分配和回收是動(dòng)態(tài)的，垃圾回收器所關(guān)注的正是這部分內(nèi)存該如何管理。
1 引用計(jì)數(shù)法
?Python、微軟COM技術(shù)、使用ActionScript 3的FlashPlayer使用引用計(jì)數(shù)法進(jìn)行管理內(nèi)存。
1.1 定義
?在對(duì)象中添加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，沒(méi)一個(gè)地方引用它時(shí)，計(jì)數(shù)器值就加一；當(dāng)引用失效時(shí)，計(jì)數(shù)器值就減一；任何時(shí)刻計(jì)時(shí)器為零的對(duì)象就是不可能再被使用的。
1.2 為什么JVM不使用引用計(jì)數(shù)法管理內(nèi)存？
?因?yàn)橐糜?jì)數(shù)法有很多特殊情況需要考慮，必須要配合大量的額外處理才能保證正確工作，例如單純的引用計(jì)數(shù)就很難解決對(duì)象之間相互循環(huán)引用的問(wèn)題。
2 可達(dá)性分析算法
?Java、C#使用可達(dá)性分析來(lái)判定對(duì)象是存活。
2.1 定義
?以"GC Roots"的根對(duì)象作為起始節(jié)點(diǎn)集，從這些節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，根據(jù)引用關(guān)系向下搜索，搜索過(guò)程中所走過(guò)的路徑為“引用鏈”，如果某個(gè)對(duì)象到"GC Roots"間沒(méi)有任何引用鏈相連，就可以稱(chēng)為對(duì)象不可達(dá)，證明此對(duì)象是并不可能再被使用的。
2.2 GC Roots對(duì)象
?在Java技術(shù)體系里面，固定可作為GC Roots的對(duì)象包括以下幾種：
- 在虛擬機(jī)棧中的本地變量表引用的對(duì)象，例如：線程被調(diào)用的方法堆棧中使用到的參數(shù)、局部變量、臨時(shí)變量等。
- 在方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對(duì)象，例如：Java類(lèi)的引用類(lèi)型靜態(tài)變量。
- 在方法去中引用的對(duì)象，例如：字符常量池里的引用。
- 在本地方法棧中JNI引用的對(duì)象。
- Java虛擬機(jī)內(nèi)部的引用，如基本數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象，一些常駐的異常對(duì)象等，還有系統(tǒng)類(lèi)加載器。
- 所有被同步鎖（Syschronized關(guān)鍵字）持有的對(duì)象。
- 反映Java虛擬機(jī)內(nèi)部情況的JMXBean、JVMTI中注冊(cè)的回調(diào)、本地代碼緩存等。
?G1、ZGC等垃圾回收器還實(shí)現(xiàn)了局部回收，它們?cè)趯?shí)現(xiàn)上也做了跟中優(yōu)化處理。
3 引用
?無(wú)論是引用計(jì)數(shù)法還是可行性分析算法判定對(duì)象是否存活都和"引用"離不開(kāi)關(guān)系，引用根據(jù)回收時(shí)機(jī)可以分為強(qiáng)引用（Strongly Refrence）、軟引用（Soft Refrence）、弱引用（Weak Refrence）、虛引用（Phantom Refrence）
3.1 強(qiáng)引用（Strongly Refrence）
?程序代碼中普遍存在的引用賦值，即類(lèi)似Object obj = new Object()，只要強(qiáng)引用關(guān)系還存在，垃圾回收器就永遠(yuǎn)不會(huì)回收被引用的對(duì)象。
3.2 軟引用（Soft Refrence）
?內(nèi)存不足時(shí)被回收，如果回收之后內(nèi)存還時(shí)不夠用就拋出OOM。
3.3 弱引用（Weak Refrence）
?下一次GC時(shí)被回收。
3.4 虛引用（Phantom Refrence）
?一個(gè)對(duì)象是否有虛引用存在，完全不會(huì)對(duì)其生存時(shí)間構(gòu)成影響，也無(wú)法通過(guò)虛引用來(lái)取得一個(gè)對(duì)象實(shí)例。為一個(gè)對(duì)象設(shè)置虛引用的目的只是為了能在這個(gè)對(duì)象被垃圾回收器回收時(shí)都到一個(gè)系統(tǒng)通知。
4 垃圾收集算法
?從如何判定對(duì)象消亡的角度出發(fā)，垃圾收集算法可以劃分為“引用計(jì)數(shù)式垃圾收集”和“追蹤式垃圾收集”，JVM所有垃圾回收算法均屬于“追蹤式垃圾收集”。
4.1 分代收集理論
?分代收集名為理論，實(shí)質(zhì)是一套符合大多數(shù)程序運(yùn)行實(shí)際情況的經(jīng)驗(yàn)法則，它建立在兩個(gè)分代假說(shuō)之上：
- 弱分代假說(shuō)：絕大多數(shù)對(duì)象都是朝生夕滅的。
- 強(qiáng)分代假說(shuō)：熬過(guò)越多次垃圾收集過(guò)程的對(duì)象就越難以消亡。
?根據(jù)以上兩種分代假說(shuō)，收集器應(yīng)該將Java堆劃分出不同的區(qū)域，然后將回收對(duì)象依據(jù)年齡分配到不同的區(qū)域之中存儲(chǔ)。在新生代每次垃圾回收時(shí)都會(huì)有大批對(duì)象死去，JVM將難以回收的對(duì)象放到老年代以低頻率來(lái)回收這個(gè)區(qū)域。
?新生代和老年代之間可能存在引用，假設(shè)在新生代進(jìn)行垃圾收集，但是新生代對(duì)象可能被老年代對(duì)象引用，為了找出新生代中的存活對(duì)象，不得不在固定的GC Roots之外，再額外便利整個(gè)老年代中所有對(duì)象來(lái)確?？蛇_(dá)性分析結(jié)果的正確性，反之也存在可能。這種方式無(wú)疑是會(huì)帶來(lái)性能負(fù)擔(dān)的，因此引入了跨代引用假說(shuō)。 - 跨代引用假說(shuō)
?例如在新生代上建立一個(gè)全局的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，把老年代劃分成若干個(gè)小塊，標(biāo)識(shí)出哪一塊內(nèi)存會(huì)存在跨代引用，此后發(fā)生垃圾收集時(shí)就不用遍歷整個(gè)老年代。
4.2 回收類(lèi)型
- 部分收集（Partil GC）
① 新生代收集（Minor GC/Young GC）
② 老年代收集 (Major GC/Old GC)
③ 混合GC（mixed GC）:指目標(biāo)是收集整個(gè)新生代以及部分老年代的垃圾收集。目前只有G1 收集器會(huì)有這種行為。 - 整堆收集（Full GC）:收集整個(gè)Java堆和方法區(qū)的垃圾收集。
4.3 標(biāo)記-清除算法
4.4 標(biāo)記-復(fù)制算法（半?yún)^(qū)復(fù)制）
4.5 標(biāo)記-整理算法
5 ART垃圾回收
?我們都知道Android 5.0之后ART虛擬機(jī)用于完全取代了Dalvik虛擬機(jī)，ART引入了預(yù)編譯技術(shù)AOT(Ahead-Of-Time compile)相比Dalvik的即時(shí)編譯技術(shù)(Just-In-Time compile)，AOT減少了運(yùn)行時(shí)重復(fù)編譯程序無(wú)用功。
在Android 5.0之前只有標(biāo)記清除算法一種策略
在Android 5.0之后，ART增加了標(biāo)記復(fù)制算法和標(biāo)記整理算法
?ART在程序處于前臺(tái)時(shí)使用標(biāo)記清除算法，處于后臺(tái)時(shí)使用標(biāo)記整理算法，在前臺(tái)切換后臺(tái)時(shí)或者后臺(tái)切換前臺(tái)時(shí),ActivityManager會(huì)通知發(fā)生一次標(biāo)記復(fù)制算法。
總結(jié)
?標(biāo)記清除、標(biāo)記復(fù)制、標(biāo)記整理算法觸發(fā)STW（Stop The World）造成線程全部暫時(shí)停掉（它們耗時(shí)的長(zhǎng)短和前面的順序一樣），ART何時(shí)使用垃圾收集清理算法是根據(jù)用于處于前臺(tái)還是后臺(tái)來(lái)動(dòng)態(tài)選擇清理算法的。
?目前來(lái)說(shuō)只能通過(guò)修改build.prop改變堆的大小等屬性，因此我們?nèi)粘ｉ_(kāi)發(fā)的上層應(yīng)用是無(wú)法修改堆屬性的。
