Java虚拟机-垃圾收集器详解编程语言

　　垃圾收集器（Garbage Collection， GC）的诞生引导出了三个问题：

　　哪些内存需要回收？

　　什么时候回收？

　　如何回收？

　　对于线程独占的三个区域（程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈）不用过多的考虑垃圾回收的问题，因为他们随着线程创建而生，随着线程结束而消失。然而Java堆和方法区则不一样，一个接口的多个实现类需要的内存可能不一样，一个方法中的多个分支需要的内存也不一样，我们只有在程序运行的的时候才知道会创建哪些对象，这部分的内存分配是动态的，所以这也是GC所关注的方面。

　　如何判断对象已死　　

　　（1）引用计数法：给对象添加一个引用计数器，每当一个地方引用它，就加一，引用失效，就减1。引用计数法实现比较简单，判定效率也高，但是往往有这样一种情况，两个对象相互引用，除此之外别无它用，这样算不算垃圾对象？在经过验证之后发现，这样的对象也会被GC回收，因此我们可以判定，Java虚拟机的GC采用的并不是这种机制。

　　（2）可达性分析法：这个算法的基本思想就是通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些结点开始向下搜索，搜索走过的路径称为引用链。当一个对象没有任何引用链相连时，我们可以得到这个对象是不可用的，于是这个对象会被判定是可回收的对象。

　　生存还是死亡

　　即时在可达性分析法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的对象，这时候他们暂时处于一个“缓刑”状态，要想真正的宣告一个对象的死亡，至少经历两个标记过程：如果对象不可达，那么它将会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法，如果（1）没有这种方法（2）已经执行过这种方法，那么就可以看做“没有必要执行”。如果对象被判定有必要执行finalize方法，那么这个对象将会被放在一个叫F-Queue的队列之中，并在稍后由一个虚拟机自动建立、低优先级的Finalize线程去执行它。如果对象在这次处理中拯救了自己，和其他建立了联系，那么就会被移除“即将回收”集合。如果还是没有任何联系，那就会被真正回收掉。

　　垃圾收集算法

　　标记-清除算法

　　如同他的名字一样，标记-清除算法分为标记和清除两个阶段：首先标记处所有需要回收的对象，在标记完成之后统一收回所有被标记的对象，它的标记过程就像之前对象标记判定一样。这个算法的不足有两点：一是效率不高，两个过程的效率都不高；二是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发下一次的垃圾收集动作。

　　复制算法

　　为了解决效率问题，复制算法油然而生，它将可用内存按容量划分为大小相同的两块，每一次只使用其中一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已经使用过的内存空间清理掉。这样一来每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂问题，只要移动堆顶！d=====(￣▽￣*)b指针，按照顺序分配内存，只是这种算法将内存缩小一半，代价有点大。

　　大多数虚拟机都是用该算法处理新生代内存，当新生代Survivor空间不够时，需要依赖其他内存（老年代）进行分配担保。

　　标记-整理算法

　　复制收集算法在对象存活率比较高的情况下就要进行额外较多的复制操作，效率就会变低。老年代一般不采用，根据老年代的特点，有人提出标记-整理算法，它的过程仍与标记清除算法一样，但是后续的步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有活着的对象都向一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存。

　　分代收集算法

　　根据对象存活周期的不同，将内存划分为几块。把Java堆分为新生代和老年代。然后根据代的不同，在使用上面的算法进行处理。

　　内存分配与回收策略

　　Java技术中所说的自动内存管理就是：给对象分配内存和回收分配给对象的内存。

　　对象内存的分配，大致上来说就是在堆上分配，对象主要分配在新生代的Eden区，少数情况直接分配到老年代。

　　对象优先分配在Eden

　　大多数情况下，对象在新生代Eden区分配。当Eden区没有足够的空间时，虚拟机将发起一次Minor GC（新生代GC，就是新生代的垃圾回收动作，因为Java对象大多数都有朝生夕灭的特点，所以Minor GC非常频繁，回收速度也很快。 而Major/Full GC 指的是老年代GC，比较慢）。

　　大对象直接进入老年代

　　大对象就是需要大量连续内存空间的Java对象。大对象对虚拟机的内存分配就是一个坏消息，经常出现大对象容易导致内存还有不少空间时就出发垃圾收集的情况。

　　长期存活的对象将进入老年代

　　虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄（Age）的计数器。如果对象在Eden出生并经历过第一次MInor GC仍然存活，并能被Survivor容纳，就会放入Survivor中，并且对象的年龄设为1。对象在Survivor区中没熬过一次Minor GC ，年龄就会增加一岁，当年龄到默认值（一般是15岁），就会被晋升到老年代。默认值可以自行设置。

　　常见垃圾收集器

　　Serial收集器

　　Serial收集器是一个单线程的收集器，历史悠久，老而无用，食之无味弃之可惜。当他进行垃圾收集时，就会暂停其他所有工作线程。

　　ParNew收集器

　　ParNew收集器就是Serial收集器的多线程版本，除了Serial收集器之外，就他能和CMS收集器配很工作。

　　Parallel Scavenge收集器

　　Paral Scavenge收集器是一个新生代收集器，它也是使用复制算法的收集器，也是并行的多线程收集器。　

　　CMS收集器

　　CMS收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器