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0. 写在前面
魔都才开始垃圾分类，有些人还是傻傻分不清垃圾应该怎么分类，Java真是伟大的语言（傲娇脸）早就实现垃圾分类回收了！ 还不懂就out了！
什么？你说现实里的垃圾分类有图文说明，看看就明白？Java里的垃圾回收是算法写的，看不懂？ 拜托！要是看看就明白，怎么还会流传“猪能吃的是湿垃圾，猪不吃的是有害垃圾……”
但是Java世界的回收划分很简单，只分可回收还是不可回收~
所以计算机的世界其实更简单。
用Java需要了解GC吗？
虽然Java开发同学不用像C和C++的同学，自己申请了内存，要惦记着不用的时候释放掉，申请了就不管了，但是不用关心不代表它不重要，有些看不见的不代表不会影响你。（好绕呀）
JVM负责内存的分配和回收，这是它的优点，但同时也是它的缺点 —— 不够灵活。
那到底什么是GC？
GC是一种自动的存储管理机制。当一些被占用的内存不再需要时，就应该予以释放。 这种存储资源管理，称为垃圾回收。
就和平时你清理桌面，整理东西一样，很多人都见过听过一个理念“断舍离”吧，不会使用到的物品可以捐赠给其他人或者作为可回收物品被回收掉，很多时候我们存着一些物品，但是好几年都没有用到它们，只是想着可能什么时候会用到，这样一直占据着现实的“内存”。
1. 回收哪些对象 —— To be or not to be?
马路上很常见的垃圾桶分为：干垃圾和可回收垃圾，像纸箱、金属、塑料瓶，都是属于可回收的。
在0-1的世界里，所谓“垃圾回收”，就是指收回那些不可能再被任何途径使用的对象所占的内存空间，释放了这些内存可以给需要的对象使用。
那么JVM里是怎么来分的？或者说哪些对象是需要被回收的？
1.1 还“活着”吗？
要回收，先要判断是不是可以回收，就是这个对象还“活着”吗？
主要有两种算法来判断：引用计数法和可达性分析法。
| 算法 | 思想 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 引用计数法 | 给对象中添加一个引用计数器，每当一个地方引用这个对象时，计数器值+1；当引用失效时，计数器值-1。 | 判定效率很高 | 很难解决对象之间相互引用的情况; 开销较大、频繁且大量的引用变化，带来大量的额外运算 |
| 可达性分析法 | 通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点向下搜索，当GC Roots到某个对象不可达时，这个对象就是可回收的。 | 更加精确和严谨，可以分析出循环数据结构相互引用的情况 | 实现比较复杂；需要分析大量数据，消耗大量时间 |
1.1.1 引用计数法
最大的问题是很难解决对象之间互相引用的情况。
- a. 互相引用
这是两个对象互相引用的情况，除此之外，这两个对象再无引用，但因为它们的引用计数不为0，所以引用计数器无法通知GC收集器回收它们。
- b. 循环引用
这是循环引用的情况，没有外部引用指向它们，但它们的引用计数不为0，就无法进行回收了。
这个要怎么理解好呢？
比如一把椅子的靠背坏了，椅子的轮子还是好的，但这轮子不能拆下来挪威他用，所以椅子的靠背和它的轮子是互相引用的，但是除了它们自己，没有外界引用它们了，这样的情况用“引用计数法”来判断的话，它们还是不用被回收的，但实际它们都没有使用作用了。
所以主流的jvm都不使用引用计数法来管理内存，而是采用下面的可达性分析法，下图是它的基本思路示意图。
1.1.2 可达性分析法
由图可知，object5、object6和object7都没有到GCRoots对象的引用链，它们都会被回收。
按照上面的例子，坏了的椅背和没坏的轮子都属于椅子对象（object5），但是椅子本身不被使用，就没有引用到它们的引用链了。
可做为GC Roots的对象
整理下：
是不是“非死不可”
哪怕对象没有到GC Roots的引用链了，它也不是“非死不可”的，它只是被判了“缓刑”，真正要宣判，要经过两次标记，
- 第一次：对象可达性分析之后，发现没有与GCRoots相连接，此时会被第一次标记并筛选。
- 第二次：对象没有覆盖finalize()方法，或者finalize()方法已经被虚拟机调用过，此时会被认定为没必要执行。
Stop the world？
2. 四种引用类型
前面说的对象有没有被引用，那什么是“引用”？有哪些类型？
对于GC来说，对象是否被应该回收的取决于该对象是否被引用。 为了控制对象的生存周期，提供了四种引用方式，引用的强度从强到弱分别为：
强引用、软引用、弱引用、虚引用。
引用的作用：
- 方便Jvm进行垃圾回收
- 方便开发人员使用
| 类型 | 描述对象 | 使用情况 |
|---|---|---|
| 强引用 StrongReference | 类似"Object obj = new Object()"这类的引用 | 如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。 |
| 软引用 SoftReference | 用来描述还有用但并非必需的对象 | 内存空间不够时（抛出OutOfMemoryError之前），才会被垃圾回收 |
| 弱引用 WeakReference | 非必需对象 | 只能生存到下一次垃圾回收之前，无论内存是否足够 （只能活到下一集） |
| 虚引用 PhantomReference | 幽灵引用或幻影引用 | 唯一目的就是能在这个对象被回收时收到一个系统通知 |
几种类型的继承关系：
3. 怎么回收？有垃圾车吗？
JVM有自己的算法啦~
3.1 标记清除法
这是GC算法的思想基础。 将垃圾分为两个阶段：
-
标记阶段。
通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象，未标记过的对象就是未被引用的垃圾对象。
-
清除阶段。
清除所有未被标记的对象。
3.2 复制算法
为了解决效率问题而出现的。
将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块。
在垃圾回收时，将正在使用的内存中存活对象复制到未使用的内存块，然后清除使用的内存块中所有的对象。
3.3 标记整理算法
是前两种GC方法的综合体。
过程与标记-清除算法一样，不过不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活对象都向一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存。
| 算法 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 标记清除法 | 思路简单且实现方便 | 1.效率不太高。 |
| 2. 回收后的状态里，可用内存不连续。当后续需要分配大对象而无法找到连续足够的空间，会提前触发下一次GC | ||
| 复制算法 | 回收和分配时不用考虑碎片问题，提升效率 | 代价是永远只能使用一半的内存 |
| 标记整理算法 | 解决了内存碎片问题，又提高了内存空间的使用率 | 牺牲了性能，需要遍历heap至少两次。 |
3.4 分代收集算法
现代商用虚拟机基本都采用分代收集算法来进行垃圾回收。其实是上面几种算法的结合。
垃圾回收主要是在Young（年轻代）和 Old（老年代）工作.
堆内存空间主要是这样分配的：
分代回收的过程是这样滴
堆设置相关参数
堆内存分配与相关参数
