GC
什么是GC
GC是java的内存回收机制。
为什么会有GC
在开发中控制对象的生命周期对于程序员来说是很复杂繁重的工作，不恰当的内存回收会导致程序的不稳定；
而java作为编程语言之初，把便捷的开发作为发展的方向，所以设计了GC帮我们完成了所有对象的清理工作。
GC相关知识
垃圾收集算法
标记-清除（Mark-Sweep）：
标记和清除是两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，然后统一回收所有被标记的对象。
标记清除算法适合少量垃圾的回收中使用；
在垃圾较多的回收中效率很低；另外它会产生大量不连续的内存空间，这可能会导致在分配大对象的时候无法找到内存而触发GC。
复制算法（Copying）：
复制算法会把可用内存分为A、B两部分，当A内存用完了，就把这一部分还存活的对象复制到B内存。
复制算法简单高效，适合大量垃圾的回收中使用；
缺陷是对内存的利用率不高，相当于只使用了一半的内存（在HotSpot中，是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，Eden与Survivor的比例是8：1，每次使用Eden和其中一块Survivor，回收时将Eden和Survivor中还存活着的对象一次性地复制到另外一块To Survivor空间上，再清理掉Eden和From Survivor空间）；
另外在垃圾比较少、甚至没有垃圾的情况下，回收的性能很差：没有垃圾的极端情况下，复制算法不仅没有回收垃圾还要把A内存的所有对象（此时都是存活对象）复制到B内存。
标记-整理（Mark-Compact）：
标记整理算法可以理解为标记-整理-清理的组合，它和标记清理算法一样，但后续步骤不是直接清理，而是多了整理的过程：让所有存活的对象都向一端移动，再清理另一端的回收对象。
标记整理算法和沿袭标记清理算法，所以也只适合回收对象较少的场景使用；
另外附加的整理过程让它解决了标记清理算法中碎片空间问题。
分代收集（Generational Collection）：
分代收集算法被现在的虚拟机所采用，它把堆内存分为新生代、老年代两部分，然后根据新生代、老年代各自的特点使用合适的垃圾收集算法：
新生代的特点是存活率低，可回收的对象很多，所以当前虚拟机采用了复制算法；
老年代的特点是存活率高，可回收的对象很少，所以采用标记清理或标记整理算法。
垃圾收集器
垃圾收集器是垃圾收集算法的具体实现。
SerialNew(串行)：
Serial是一个单线程的串行收集器，它是采用复制算法实现的新生代收集器；
进行垃圾收集的时候必须停止其他线程的工作；
不过Serial比起其他收集器的单线程更高效，适用于单核CPU且虚拟机内存较小的Clinet模式。
ParNew：
它是SerialNew收集器的多线程版本；
也是在收集的时候会停止其他线程的工作；
不过ParNew是唯一能与CMS收集器搭配；而且在多核CPU上性能优于Serial，适用于Server模式的新生代中。
Parallel Scavenge(并行清理)：
Parallel Scavenge是一个多线程的并行收集器，它也是采用复制算法实现的的新生代收集器，
与parNew等收集器关注的减少用户线程的停顿时间不同，Parallel Scavenge是关注减少GC发生次数，提高吞吐量；
Parallel Scavenge减少了GC次数但让用户线程的停顿时间加长了，所以不适合交互频繁的场景；
不过它适用于后台计算这种提高吞吐量的场景；
另外自适应调节优化也是Parallel Scavenge的特色。
SerialOld：
SerialOld是相对于SerialNew的老年代收集器，使用标记-清理算法；
另外SerialOld的用途是作为CMS收集器的备用方案，在CMS并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用。
ParallelOld：
Parallel Old是相对于Parallel Scavenge的老年代收集器，使用“标记-整理”算法。
与SerialOd不同的是，ParallelOld使用了多线程，比起SerialOld在Server模式下作为老年代收集器更具优势；
另外可以与ParallelScavenge组合成吞吐量优先收集器；
Concurrent Mark Sweep(并发标记清除)：
CMS 是一个并发收集器，采用标记-清理算法实现的老年代收集器；
由于CMS是并发的，所以对CPU要求很高；
另外CMS无法处理浮动垃圾（GC阶段产生的新垃圾称为浮动垃圾），所以CMS提供了阈值设置老年代的预留空间，当达到了阈值便会出现“Concurrent Mode Failure”失败而导致另一次Full GC（FullGC可能伴随）的产生，不过此时会启用SerialOld备用方案；
还有CMS是基于标记清理算法实现，所以会产生碎片空间问题，CMS也提供了参数在GC之前来整理碎片空间；
不过CMS进行GC的时候不会停止用户线程的工作，所以交互过程的响应很快，非常适合BS架构的服务端；
GI：
GI是当今收集器技术发展的最前沿成果之一，HotSpot开发团队赋予它的使命是未来可以替换掉JDK 1.5中发布的CMS收集器;
由于现在市场还没有大面积商业使用，暂时不做介绍。
总结：
GC收集器种类众多，和其他更具一样，没有万能的，只有理解各种GC收集器的特性，才能在不同场景根据实际环境选择；
GC的策略大体上分为响应速度优先和吞吐量优先的两种组合：
响应速度目前最成熟的老年代、新生代搭配是CMS + ParNew，因为CMS是基于并发实现，不会停止用户线程，所以响应很快，这种组合也是一种限制，因为CMS可搭配的只有ParNew；
吞吐量的组合则是ParallelOld + ParallelScavenge，因为ParallelScavenge目的是为了减少GC次数，从而提高吞吐量，ParallelOld由于使用了标记整理算法所以没有碎片空间这一问题，另外对于SerrialOld而言是多线程的，在多核CPU环境下性能更好。
哪些内存需要GC
在了解GC具体回收哪些对象的时候，要先弄清楚可达性算法。
可达性算法
可达性算法的思路是以一系列的GCRoots对象为起点，然后从这些节点往下搜索，当一个对象从GCRoots搜索不到，则证明这个对象是可以被回收的；
如下图的object5、6、7是可以回收的：
总结
GC回收的是超出作用域，在GCRoots搜索不到，且经过一次回收标记仍旧没有复活的对象。
GC什么时候进行回收
在JVM内存空间不足的时候、调用System.gc()的时候会触发;
另外可以通过调优，控制新生代进入老年代的年龄、设置Eden与Survivor的比例、设置老年代预留空间，来触发CMS进行FullGC（老年代的GC，另外MinorGC是新生代的GC，一般FullGC会伴随至少一次的MinorGC）。
GC是怎么回收的
GC会对新生代、老年代两部分进行回收动作：
如果是新生代内存空间不够，会通过复制算法执行MinorGC，即先把Eden还存活的对象复制到ToSurvivor，再清理掉Eden和FromSuvivor；
如果是老年代的内存空间不够则使用标记清理算法执行FullGC，首先对回收对象进行标记，标记过后仍未使用的对象清理掉，之后再整理碎片空间，一般FullGC会伴随至少一次的MinorGC。
