Java 内存垃圾回收

怎么定义垃圾

引用计数算法

定义：通过在对象头中分配一个空间来保存该对象被引用的次数（Reference Count）。
缺点：不能解决循环引用的问题。

可达性分析算法

定义：所有和 GC Roots 之间没有直接或间接引用链的对象，均为垃圾。

有哪些 GC Roots呢？

虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象

public class ClassA {
	public ClassA(String name){}
}
public static void main(String[] args){
  //这里的 classA 即为 GC Root,
	ClassA classA = new ClassA("name");
	// 设为 null, 被回收。
  classA = null;
}

方法区中类静态属性引用的对象

public class ClassA{
}
public class ClassB{
  //这里的 classA 为 GC Root;
	public static ClassA classA;
}
public static void main(String[] args){
	ClassB classB = new ClassB();
	classB.classA = new classA();
  // classB 设为 null,classB 被回收，
  // 但 classB 中的静态变量 classA 不被回收。
  classB = null;
}

方法区中常量引用的对象
本地方法栈中 JNI（即一般说的 Native 方法）引用的对象

如何回收垃圾

标记清除算法

逻辑：先把内存区域中的这些对象进行标记，哪些属于可回收标记出来，然后把这些垃圾拎出来清理掉。就像上图一样，清理掉的垃圾就变成未使用的内存区域，等待被再次使用。
缺点：造成内存碎片。

复制算法

逻辑：将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。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，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。保证了内存的连续可用，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，逻辑清晰，运行高效。
缺点：暴露了另一个问题，合着我这140平的大三房，只能当70平米的小两房来使？代价实在太高。

标记整理算法

逻辑：标记过程仍然与标记清除算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，再清理掉端边界以外的内存区域
缺点：它对内存变动更频繁，需要整理所有存活对象的引用地址，在效率上比复制算法要差很多。

分代收集算法

逻辑：融合上述3种基础的算法思想，把 Java 堆分为新生代和老年代:
- 在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法。
- 在老年代中，因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用标记清除算法或标记整理算法来进行回收。老生代只有在 Major GC 的时候才会进行清理，每次 GC 都会触发“Stop-The-World”。内存越大，STW 的时间也越长，所以内存也不仅仅是越大就越好。
新生代分区：
1. Eden区：Minor GC 之后，Eden 会被清空，Eden 区中绝大部分对象会被回收，而那些无需回收的存活对象，将会进到 Survivor 的 From 区
2. Survivor 区相当于是 Eden 区和 Old 区的一个缓冲，类似于我们交通灯中的黄灯。Survivor 又分为2个区，一个是 From 区，一个是 To 区。每次执行 Minor GC，会将 Eden 区和 From 存活的对象放到 Survivor 的 To 区。
3. 为啥 Survivor 需要需要2个？其实 Survivor 采用的是上文所说的复制算法，第一次GC的时候，将 From 中存活的复制到 To 中，第二次GC的时候 From 和 To 指责对调。
大对象：直接进入老生代，避免在 Eden 及2个 Survivor 区之间进行大量的内存复制。
长期存活对象：虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄（Age）计数器。正常情况下对象会不断的在 Survivor 的 From 区与 To 区之间移动，对象在 Survivor 区中每经历一次 Minor GC，年龄就增加1岁。当年龄增加到15岁时，这时候就会被转移到老年代。
动态对象年龄：虚拟机并不重视要求对象年龄必须到15岁，才会放入老年区，如果 Survivor 空间中相同年龄所有对象大小的总合大于 Survivor 空间的一半，年龄大于等于该年龄的对象就可以直接进去老年区，无需等你“成年”。

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引用计数算法

可达性分析算法

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标记清除算法

复制算法

标记整理算法

分代收集算法

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