JVM垃圾收集算法
虚拟机垃圾算法
脑图
判断一个对象是否可被回收
1. 引用计数算法
给对象添加一个引用计数器，当对象增加一个引用时计数器加 1，引用失效时计数 器减 1。引用计数为 0 的对象可被回收。
两个对象出现循环引用的情况下，此时引用计数器永远不为 0，导致无法对它们进行回收。
正因为循环引用的存在，因此 Java 虚拟机不使用引用计数算法。
public class ReferenceCountingGC {
public Object instance = null;
public static void main(String[] args) {
ReferenceCountingGC objectA = new ReferenceCountingGC();
ReferenceCountingGC objectB = new ReferenceCountingGC();
objectA.instance = objectB;
objectB.instance = objectA;
}
}
2. 可达性分析算法
为了解决引用计数法的循环引用问题，Java 使用了可达性分析的方法。通过一系列的“GC roots”对象作为起点搜索。如果在“GC roots”和一个对象之间没有可达路径，则称该对象是不可达的。
不可达对象不等价于可回收对象，不可达对象变为可回收对象至少要经过两次标记过程。两次标记后仍然是可回收对象，则将面临回收。
在 Java 语言中，可作为GC Root的对象包括下面几种：
- 虚拟机栈中引用的对象
- 本地方法栈中引用的对象
- 方法区中类静态属性引用的对象
- 方法区中的常量引用的对象
3. 方法区的回收
方法区主要存放永久代对象，而永久代对象的回收率比新生代低很多，因此在方法区上进行回收性价比不高。
主要是对常量池的回收和对类的卸载。
类的卸载条件很多，需要满足以下三个条件，并且满足了也不一定会被卸载:
- 该类所有的实例都已经被回收，也就是堆中不存在该类的任何实例
- 加载该类的 ClassLoader 已经被回收
- 该类对应的 Class 对象没有在任何地方被引用，也就无法在任何地方通过反射 访问该类方法
引用类型
无论是通过引用计算算法判断对象的引用数量，还是通过可达性分析算法判断对象是否可达，判定对象是否可被回收都与引用有关。
Java 具有四种强度不同的引用类型。
1. 强引用
被强引用关联的对象不会被回收。
使用 new 一个新对象的方式来创建强引用。
Object obj = new Object();
2. 软引用
被软引用关联的对象只有在内存不够的情况下才会被回收。
使用 SoftReference 类来创建软引用。
Object obj = new Object();
SoftReference<Object> sf = new SoftReference<Object>(obj);
obj = null; // 使对象只被软引用关联
3. 弱引用
被弱引用关联的对象一定会被回收，也就是说它只能存活到下一次垃圾回收发生之前。
使用 WeakReference 类来实现弱引用。
Object obj = new Object();
WeakReference<Object> wf = new WeakReference<Object>(obj);
obj = null;
4. 虚引用
一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用取得一个对象。
为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被回收时收到一个系统通知。
使用 PhantomReference 来实现虚引用。
Object obj = new Object();
PhantomReference<Object> pf = new PhantomReference<Object>(obj);
obj = null;
垃圾收集算法
1. 标记 - 清除(Mark-Sweep)
最基础的垃圾回收算法，分为两个阶段：标注和清除。
标记阶段标记出所有需要回收的对象，清除阶段回收被标记的对象所占用的空间。
不足:
- 标记和清除过程效率都不高
- 会产生大量不连续的内存碎片，导致无法给大对象分配内存
2. 标记 - 整理(Mark-Compact)
让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
3. 复制(copying)
将内存划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块，当这一块内存用完了就将还存活的对象复制到另一块上面，然后再把使用过的内存空间进行一次清理。
这种算法实现简单，内存效率高，不易产生碎片，但是最大的问题是可用内存被压缩到了原本的一半。
4. 分代收集
现在的商业虚拟机采用分代收集算法，它根据对象存活周期将内存划分为几块，不同块采用适当的收集算法。
一般将堆分为新生代和老年代。新生代的特点是每次垃圾回收时都有大量垃圾需要被回收，老生代的特点是每次垃圾回收时只有少量对象需要被回收。
- 新生代使用:复制算法
通常并不是按照 1:1 来划分新生代，而是划分为一块较大的 Eden 空间和两个较小的 Survivor 空间(From Space, To Space)，每次使用Eden空间和其中的一块 Survivor 空间，当进行回收时，将该两块空间中还存活的对象复制到另一块 Survivor 空间中。
- 老年代使用:标记 - 清除 或者 标记 - 整理 算法
