基本面试都会用到，假如面试官来一句，说说你对Java垃圾回收机制的了解，如果你没概念，基本凉了，一些大厂最后面也基本会问这个问题，一般是为了帮你定级。
系列文章分3个部分
一、概念
这里说的GC回收，指的是 Java 堆的地方，这是一篇你能看懂 Java JVM 文章 中，我们知道了程序计算器，虚拟机栈和本地方法栈都是随线程开启，随线程关闭的，因此这几块区域的内存分配和回收都具备确定性。而Java 堆和方法区则不一样，一个接口中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可能不一样，只有程序在运行时，才知道创建了哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的，垃圾收集器所关注的就是这部分内存。 而 GC 关注的也就3个点
- 哪些对象需要回收
- 什么时候回收
- 如何回收
二、哪些对象需要回收
怎么判断对象是“存活” 的，还是已经"死亡"呢？主要有以下方法：
2.1 引用计算算法
给对象添加一个引用计算器，每当有一个地方引用它，则加1，当引用失效，则减1；任何时刻计算器为0的对象就是不可能再被使用的。但它很难解决对象之间相互循环引用的问题，所以主流的Java虚拟机都没有采用这种算法。
2.2 可达性分析算法
通过一系列的 "GC Roots" 的对象作为起始点，从这些起始点开始向下搜索，搜索走过的路径被称为引用链(Reference Chain)，当一个对象到GC Roots 没有任何引用链项链，即GC Roots 不可达，则证明此对象是不可用的，如下图（java 虚拟机第三版）
- 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
- 方法区中的类静态属性引用的对象
- 方法区中常量引用的对象
- 本地方法栈中 JNI (Native方法)引用的对象
关于这几个区的介绍，这是一篇你能看懂 Java JVM 。
引用判断
无论是引用计数算法，还是可达性分析算法，对象是否存货都跟 "引用" (reference)有关，在JDK1.2 之后，引用可分为以下4个
- 强引用：直接 new ，如 new Object(); 只要这类强引用还在，对象就不会回收
- 软引用：(SoftReference类)用来描述一些还有用但非必需的对象；当将来发生内存溢出之前，系统会把这些有软引用的对象列入回收范围中进行二次回收，如果这次回收还没有足够的内存，则内存溢出报异常；
- 弱引用：(WakeReference类) 被弱引用的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前，当垃圾收集器开始工作时，无论内存是否足够，都会对这些对象进行回收。
- 虚引用(幽灵引用/幻影引用)：(PhantomReference类) 一个虚引用的对象，它的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个对象实例，即一个对象是否有虚引用，完全不会对其生存时间构成影响。
三、什么时候回收
在可达性分析算法不可达的对象，也不一定"非死不可'，它会经历两次标记，一是当不可达 GC Roots 时，标记一次并筛选，筛选的条件是该对象是否是否有必要执行 finalize 方法。当对象没有覆盖 finalize 方法，或者已经执行过 finalize 方法时，则认为此对象会被回收。如下图
3.2 回收方法区
上面都是对 Java 堆进行回收，虽说 Java 堆 可以回收70%~95%的空间，但方法区同样可以回收一些资源，方法区主要回收两个部分废弃常量和无用的类。 废弃常量： 当前系统没有任何一个 String 对象引用这个 "abc" 的常量池，也没有其他地方引用了这个字面量，这时可以判断这个常量是可以废弃回收的；其他常量池中的接口，字段的符号引用也以此类似 无用的类： 无用类的回收，需要满足三个条件
- 是该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中部存在实例
- 加载该类的 ClassLoader 已经被回收
- 对应的 java.lang.class 对象没有再任何地方被引用，也无法通过反射拿到该类 当然，这里跟Java堆一样，也只是 "可以回收"了，是否对类进行回收，可以对虚拟机的参数进行设置，这里就不细讲了。
四、如何回收
关于对象的回收，就涉及到 垃圾收集算法了。可以参考 JAVA 垃圾回收机制(二) --- GC回收具体实现 第二节
4.1 分代算法
在说明这些回收机制之前，我想说明以前就听说过的 新生代和老年代的问题。那么这个分代算法是怎么回事呢？ 首先先要理解，新生代和老年代都是一个内存空间，由参数配置，只是可以根据算法，决定对象是在新生代还是在老年代的内存区域！！！ 一块内存可以分为3个区域，一个 Eden 和两个 Survivor 区，当对象在 Eden 创建，并经理了第一次 GC 之后仍然存活，并且能被 survivor 区容纳的话，将移到 survivor 区；对象在Survivor 区中“熬过”一次，年龄增加1，当增加到 15 岁(默认，这个阈值可以通过 -XX:MaxTenuringThreshold 设置)，就会晋升成老年代的对象。 从这里来看，可以得到两个结论
- 新生代：对象少，垃圾多
- 老年代：对象多，垃圾少 (毕竟经历了10几次GC的老油条)
为什么是划分成一个 Eden 和 两个 Survivor 呢，可以查看这篇文章： blog.csdn.net/qq_35181209…
4.2 标记-清除算法
这里的标记指的是对象进过前面第三章我们介绍的那样，已经可以判定就是可以回收的意思；这个算法首先标记处所有需要回收的对象，在标记完成之后统一回收所有被标记的对象。 看似美好，实则不然，主要有以下两个缺点：
- 效率问题：标记和清除两个效率都不高
- 空间问题：标记清除后，会产生大量空间碎片，在大对象需要分配空间时，找不到内存，从而又触发 GC 操作。
标记和清除的执行过程如下图：
4.3 复制算法
复制算法可以分为等比例的和8:2两种
4.3.1 1:1 比例
基于 标记-清除算法的效率问题，复制算法出现的。 这种算法是把内存分为相等的两块，一块用来存储对象，当GC操作后，把还存留的对象移动到未存对象的那块内存区域，再把使用过的内存清掉。这样每次都对整个半区进行内存回收，就不用担心内存碎片的问题了。执行过程如下图：
4.3.2 8:1 比例
由于上面的 1:1 的铺张浪费，基本主流的 Java 虚拟机都是采用 一个 Eden 和 两个 Survivor 空间，这也是上面说的新生代和老年代的区分。因为新生代的对象 98% 都是"朝生夕死"的，每次都是用块个 Eden 和 一块 Survivor 空间，每次GC之后，还存活在 Eden 和 Survivor 空间的对象会被移动到另外一块Survivor上，并清掉 Eden 和刚才用过的 Survivor 空间。当Survivor 控件不够用时，还得依赖其他内存(这里指老年代)，进行分配担保。即存活下来的内存不够放新生代上，只有移动到老年代的内存空间上。 举个简单例子：假如虚拟机中设置了新生代的内存大小为10M，老年代的也为10M，Eden 和 Survivor 为 8:1 的关系，那么Eden就只有8M，Survivor 为1M；下面创建4个对象
public static void test(){
// 假设 _1MB 字符创为 1MB
byte[] b1 = new byte[2*_1MB];
byte[] b2 = new byte[2*_1MB];
byte[] b3 = new byte[2*_1MB];
byte[] b4 = new byte[4*_1MB];
}
当执行 test() ，当要分配 b4 对象时，会执行一次 Minor GC，原因是 Dden 才 6M，被b1,b2,b3填充之后，已经没有数据去填充 b4了，就会触发 GC，而b4没办法，只有移动到老年代的内存区域了。
那我们可以得到，** 对象存活率较高的情况下，效率较低；如果不想浪费 50% 的控件，就需要额外的控件进行分配担保，也就是内存跑到老年代去了，那这个对象没进行GC就跑到老年代去了，那肯定是很占内存的** 所以就有了 标记-整理算法
4.4 标记-整理算法
标记整理算法，是针对老年代的。它与标记-清除算法一样，分两个步骤
- 标记那些被引用的对象
- 将被标记的对象移动按顺序移动到一端，然后清除掉可回收的对象
五、总结 (分代收集算法）
在商业的虚拟机中，都采用 分代收集算法，根据对象存活周期将内存划分为几块，即新生代和老年代； 在新生代中，每次都有大量对象死去，只有少量活着，就选用复制算法；而老年代的对象存活率比较高，没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用 “标记-整理”或者“标记-清理” 进行回收。
至此，Java 回收机制（一） -- 对象回收与算法初识就讲完啦。。。
