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当需要排查各种内存溢出、内存泄漏问题时，当垃圾收集成为系统达到更高并发量的瓶颈时，我们就需要对这些 “自动化” 的技术实施必要的监控和调节。
这时，我们就需要考虑了，哪些内存需要回收？ 什么时候回收？ 如何回收？
别急，接下来我们一个个来说。
对象已死吗?
在堆里面存放着 Java 世界中几乎所有的对象实例，垃圾收集器在对堆进行回收前，第一件事情就是要确定这些对象之中哪些还“存活”着，哪些已经 “死去”（即不可能再被任何途径使用的对象）。
1.引用计数算法：给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加 1 ；当引用失效时，计数器值就减 1 ；任何时刻计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的。
引用计数算法（Reference Counting）的实现简单，判定效率也很高，在大部分情况下它都是一个不错的算法。但是，至少主流的 Java 虚拟机里面没有选用引用计数算法来管理内存，其中最主要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。
*testGC（）方法执行后，objA和objB会不会被GC呢？
*@author zzm
*/
public class ReferenceCountingGC{
public Object instance=null；
private static final int_1MB=1024*1024；
/**
*这个成员属性的唯一意义就是占点内存，以便能在GC日志中看清楚是否被回收过
*/
private byte[]bigSize=new byte[2*_1MB]；
public static void testGC（）{
ReferenceCountingGC objA=new ReferenceCountingGC（）；
ReferenceCountingGC objB=new ReferenceCountingGC（）；
objA.instance=objB；
objB.instance=objA；
objA=null；
objB=null；
//假设在这行发生GC,objA和objB是否能被回收？
System.gc（）；
}
}
运行结果：
2999K（21248K）]，0.0150007 secs][Times：user=0.01 sys=0.00，real=0.02 secs]
Heap
def new generation total 9216K,used 82K[0x00000000055e0000，0x0000000005fe0000，0x0000000005fe0000）
Eden space 8192K，1%used[0x00000000055e0000，0x00000000055f4850，0x0000000005de0000）
from space 1024K，0%used[0x0000000005de0000，0x0000000005de0000，0x0000000005ee0000）
to space 1024K，0%used[0x0000000005ee0000，0x0000000005ee0000，0x0000000005fe0000）
tenured generation total 10240K,used 210K[0x0000000005fe0000，0x00000000069e0000，0x00000000069e0000）
the space 10240K，2%used[0x0000000005fe0000，0x0000000006014a18，0x0000000006014c00，0x00000000069e0000）
compacting perm gen total 21248K,used 3016K[0x00000000069e0000，0x0000000007ea0000，0x000000000bde0000）
the space 21248K，14%used[0x000000000
从运行结果中可以清楚看到，GC 日志中包含 “4603K-＞210K”，意味着虚拟机并没有因为这两个对象互相引用就不回收它们，这也从侧面说明虚拟机并不是通过引用计数算法来判 断对象是否存活的。
2.可达性分析算法：通过一系列的称为 “GC Roots” 的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连 （用图论的话来说，就是从 GC Roots 到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可用的。如图所示，对象 object 5、object 6、object 7 虽然互相有关联，但是它们到 GC Roots 是不可达的，所以它们将会被判定为是可回收的对象。
在 Java 语言中，可作为 GC Roots 的对象包括下面几种： 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。 方法区中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（即一般说的 Native 方法）引用的对象。
3.再谈引用：无论是通过引用计数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的引用链是否可达，判定对象是否存活都与 “引用” 有关。
在JDK 1.2 以前，Java中的引用的定义很传统：如果 reference 类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用。这种定义很纯粹，但是太过狭隘，一个对象在这种定义下只有被引用或者没有被引用两种状态，对于如何描述一些“食之无味，弃之可惜”的对象就显得无能为力。
我们希望能描述这样一类对象：当内存空间还足够时，则能保留在内存之中；如果内存空间在进行垃圾收集后还是非常紧张，则可以抛弃这些对象。很多系统的缓存功能都符合这 样的应用场景。
在JDK 1.2之后，Java对引用的概念进行了扩充，将引用分为强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）、虚引用（Phantom Reference）4种，这4种引用强度依次逐渐减弱。
强引用就是指在程序代码之中普遍存在的，类似 “Object obj=new Object（）”这类的引用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
软引用是用来描述一些还有用但并非必需的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收。如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。
弱引用也是用来描述非必需对象的，但是它的强度比软引用更弱一些，被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够， 都会回收掉只被弱引用关联的对象。
虚引用也称为幽灵引用或者幻影引用，它是最弱的一种引用关系。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，也无法通过虚引用来取得一个对象实例。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收集器回收时收到一个系统通知。
4.生存还是死亡：即使在可达性分析算法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的，这时候它们暂时处于“缓刑”阶段，要真正宣告一个对象死亡，至少要经历两次标记过程：如果对象在进行可达性分析后发现没有与 GC Roots 相连接的引用链，那它将会被第一次标记并且进行一次筛选， 筛选的条件是此对象是否有必要执行 finalize（）方法。当对象没有覆盖 finalize（）方法，或者 finalize（）方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为 “没有必要执行”。
5.回收方法区：很多人认为方法区（或者HotSpot虚拟机中的永久代）是没有垃圾收集的，Java虚拟机规 范中确实说过可以不要求虚拟机在方法区实现垃圾收集，而且在方法区中进行垃圾收集 的“性价比”一般比较低：在堆中，尤其是在新生代中，常规应用进行一次垃圾收集一般可以 回收70%～95%的空间，而永久代的垃圾收集效率远低于此。
永久代的垃圾收集主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。回收废弃常量与回收 Java堆中的对象非常类似。
以常量池中字面量的回收为例，假如一个字符串“abc”已经进入了常量池中，但是当前系统没有任何一个 String 对象是叫做 “abc” 的，换句话说，就是没有任何 String对象引用常量池中的 “abc” 常量，也没有其他地方引用了这个字面量，如果这时发生内存回收，而且必要的话，这个 “abc” 常量就会被系统清理出常量池。常量池中的其他类（接口）、方法、字段的符号引用也与此类似。
判定一个常量是否是“废弃常量”比较简单，而要判定一个类是否是“无用的类”的条件则 相对苛刻许多。类需要同时满足下面 3 个条件才能算是“无用的类”：1.该类所有的实例都已经被回收，也就是 Java 堆中不存在该类的任何实例。2.加载该类的ClassLoader已经被回收。3.该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该 类的方法。
虚拟机可以对满足上述3个条件的无用类进行回收，这里说的仅仅是“可以”，而并不是 和对象一样，不使用了就必然会回收。
1.标记清楚算法：算法分 为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有 被标记的对象。它的主要不足有两个：一个是效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高；另一个是 空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。
2.复制算法：它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。
缺点：复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会变低。更关键的 是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中 所有对象都100%存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接选用这种算法。
3.标记整理算法：根据老年代的特点，有人提出了另外一种“标记-整理”（Mark-Compact）算法，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，然后直接清理掉端边界以外的内存。
4.分代收集算法：垃圾收集都采用“分代收集”（Generational Collection）算法，这种算法并没有什么新的思想，只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。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，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而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—清理” 或者 “标记—整理” 算法来进行回收。
