今天我们来看看JVM的垃圾回收机制（GC）

我们可以从以下三个方面来学习GC：

  1. 哪些对象可以被回收
  2. 何时回收GC
  3. 采用什么方式回收

GC (Garbage Collection)的基本原理：将内存中不再被使用的对象进行回收，GC中用于回收的方法称为收集器，由于GC需要消耗一些资源和时间，Java在对对象的生命周期特征进行分析后，按照新生代、旧生代的方式来对对象进行收集，以尽可能的缩短GC对应用造成的暂停

一、 判断对象是否要回收的方法：可达性分析法

1、 可达性分析法：通过一系列“GC Roots”对象作为起点进行搜索，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。不可达对象不一定会成为可回收对象。进入DEAD状态的线程还可以恢复，GC不会回收它的内存。（把一些对象当做root对象，JVM认为root对象是不可回收的，并且root对象引用的对象也是不可回收的）
2、 以下对象会被认为是root对象：

  1.  虚拟机栈（栈帧中本地变量表）中引用的对象
  2.  方法区中静态属性引用的对象
  3.  方法区中常量引用的对象
  4.  本地方法栈中Native方法引用的对象

3、 对象被判定可被回收，需要经历两个阶段：

  1.  第一个阶段是可达性分析，分析该对象是否可达
  2.  第二个阶段是当对象没有重写finalize()方法或者finalize()方法已经被调用过，虚拟机认为该对象不可以被救活，因此回收该对象。（finalize()方法在垃圾回收中的作用是，给该对象一次救活的机会）

4、 方法区中的垃圾回收：

  1.  常量池中一些常量、符号引用没有被引用，则会被清理出常量池
  2. 无用的类：被判定为无用的类，会被清理出方法区。判定方法如下：
  •  该类的所有实例被回收
  •  加载该类的ClassLoader被回收
  • 该类的Class对象没有被引用

5、 finalize():

  1. GC垃圾回收要回收一个对象的时候，调用该对象的finalize()方法。然后在下一次垃圾回收的时候，才去回收这个对象的内存。
  2.  可以在该方法里面，指定一些对象在释放前必须执行的操作。

二、 发现虚拟机频繁full GC时应该怎么办：

（full GC指的是清理整个堆空间，包括年轻代和永久代）

  1.  首先用命令查看触发GC的原因是什么 jstat –gccause 进程id
  2.  如果是System.gc()，则看下代码哪里调用了这个方法
  3.  如果是heap inspection(内存检查)，可能是哪里执行jmap –histo[:live]命令
  4.  如果是GC locker，可能是程序依赖的JNI库的原因

三、常见的垃圾回收算法

1、Mark-Sweep（标记-清除算法）：

  • 思想：标记清除算法分为两个阶段，标记阶段和清除阶段。标记阶段任务是标记出所有需要回收的对象，清除阶段就是清除被标记对象的空间。
  • 优缺点：实现简单，容易产生内存碎片

2、Copying（复制清除算法）：

  • 思想：将可用内存划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当进行垃圾回收的时候了，把其中存活对象全部复制到另外一块中，然后把已使用的内存空间一次清空掉。
  • 优缺点：不容易产生内存碎片；可用内存空间少；存活对象多的话，效率低下。

3、Mark-Compact（标记-整理算法）：

  • 思想：先标记存活对象，然后把存活对象向一边移动，然后清理掉端边界以外的内存。
  • 优缺点：不容易产生内存碎片；内存利用率高；存活对象多并且分散的时候，移动次数多，效率低下

4、分代收集算法：（目前大部分JVM的垃圾收集器所采用的算法）：

思想：把堆分成新生代和老年代。（永久代指的是方法区）

  1.  因为新生代每次垃圾回收都要回收大部分对象，所以新生代采用Copying算法。新生代里面分成一份较大的Eden空间和两份较小的Survivor空间。每次只使用Eden和其中一块Survivor空间，然后垃圾回收的时候，把存活对象放到未使用的Survivor（划分出from、to）空间中，清空Eden和刚才使用过的Survivor空间。
  2.  由于老年代每次只回收少量的对象，因此采用mark-compact算法。
  3.  在堆区外有一个永久代。对永久代的回收主要是无效的类和常量

5、GC使用时对程序的影响？ 
垃圾回收会影响程序的性能，Java虚拟机必须要追踪运行程序中的有用对象，然后释放没用对象，这个过程消耗处理器时间
6、几种不同的垃圾回收类型：

（1）Minor GC：从年轻代（包括Eden、Survivor区）回收内存。

A、当JVM无法为一个新的对象分配内存的时候，越容易触发Minor GC。所以分配率越高，内存越来越少，越频繁执行Minor GC
B、执行Minor GC操作的时候，不会影响到永久代（Tenured）。从永久代到年轻代的引用，被当成GC Roots，从年轻代到老年代的引用在标记阶段直接被忽略掉。

（2）Major GC：清理整个老年代，当eden区内存不足时触发。

（3）Full GC：清理整个堆空间，包括年轻代和老年代。当老年代内存不足时触发