JVM垃圾回收
什么是垃圾？怎么判断对象可以被回收？
垃圾是指程序不再使用，并且后续也不会访问的对象。
根可达性算法
判断对象是否可以被回收。
首先找出一系列的GC Root根对象：
- 系统类的实例对象
- 本地方法调用相关的实例对象
- 当前活动线程相关的实例对象
- 被加锁的实例对象
以GC Root为起点，沿着引用链进行查找，能找到的对象不可回收，不在GC Root引用链上的对象就是需要回收的对象。
垃圾回收算法
标记-清除算法
算法分为标记和清除两个阶段，首先标记所有需要回收的对象，在标记完成之后统一回收被标记的对象。
缺点： 会产生内存碎片，需要维护一个空闲列表给对象分配内存空间。
标记整理算法
算法分为标记和整理两个阶段，首先标记所有需要回收的对象，标记完成之后让所有存活的对象向一端移动，然后直接清除另一端的所有对象。
适合存活对象多，垃圾较少的场景。
优点： 不会产生内存碎片。
缺点： 整理阶段需要暂停所有活动程序线程，效率低。
复制算法
将内存一分为二，1区存放对象 标记需要回收的对象，在1区快满了后，将不需要回收的对象复制到2区，然后清除1区内存。
适合存活对象少，垃圾对象多的场景。
优点：
- 复制后保证空间的连续性，不会出现内存碎片。
缺点：
- 需要两倍的内存空间。
- 复制，需要GC维护对象的引用关系，内存占用、时间开销大。
分代垃圾回收
堆内存分为新生代和老年代，新生代分为Eden区和两个Survivor区（From、To）。
新生代存生命周期短的对象，老年代存大对象或者生命周期长的对象。
新生代
- 大部分对象都会在Eden区生成。
- Eden空间不足时，触发一次Minor GC，使用复制算法 将存活对象从Eden区复制到To区 对象寿命+1，清除Eden区，将From和To交换 From区保留存活对象。
- 类似，每次新对象在Eden区生成，Eden区内存空间不足时，就会触发Minor GC，使用复制算法，将Eden区和From区的存活对象复制到To 并寿命+1，清除Eden区，交换From和To，From保留存活对象。
- Minor GC会一直重复这个过程，直到To区填满。
老年代
- To区填满，所有对象移动到老年代。
- 存活对象寿命超过阈值，说明生命周期长，非常重要，需要转移到GC不频繁的老年代。
- 大对象会直接进入老年代，不触发GC。
- 老年代空间不足，会先尝试Minor GC清除新生代，如果空间依然不足，会尝试Full GC清除老年代。
注意
- Minor GC和Full GC都会触发SWT暂停所有活动线程，垃圾回收完成后，其他线程才能执行。Full GC暂停时间更长。
- Full GC后空间仍然不足，会抛出Out Of Memory error。
垃圾回收器
CMS
CMS是老年代并行垃圾处理器，使用标记清除算法，并发收集垃圾，追求最短GC回收停顿时间。
回收过程：
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初始标记 STW
标记所有GC Roots能直接关联到的对象，不需要对引用链全部扫描。
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并发标记 不需要STW
对初始标记阶段标记的对象 进行整个引用链的扫描，标记所有可达的对象，用户线程并发运行。
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重新标记 STW
GC和用户线程并发运行，速度快，但会产生漏标和多标的问题。对并发标记阶段出现的问题进行矫正。
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并发清除 不需要STW
清除未标记的垃圾。
优点：
- 切分引用链扫描的过程，GC线程和用户线程并发执行，重新标记矫正问题，减少垃圾回收的时间。
缺点：
- 多线程并发执行，cpu占用高。
- CMS并发清理中，用户进程并发执行，会有漏标、多标的情况，产生浮动垃圾。
- 标记清除算法会产生内存碎片。
G1
G1垃圾回收器将堆划分为多个大小相等的region，垃圾回收以region为基本单位。整体上是标记整理算法，两个region之间是复制算法。
G1垃圾回收器同时注重吞吐量和低延迟，默认的暂停目标是200ms。
垃圾回收过程：
-
初始标记 STW
标记GC Roots可以直接关联的对象。
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并发标记 不需要STW
从初始标记阶段标记的对象出发，遍历整个堆里的对象图，标记所有可达的对象。用户线程并发运行。
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最终标记 STW
处理并发标记阶段，用户线程工作 导致引用变化的对象。
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筛选回收 STW
- 先对region的回收价值进行排序，然后根据期望暂停时间，选择性回收region。
- 不追求一次性清理完所有垃圾，优先回收垃圾最多的region。
- 回收使用复制算法，复制存活对象到空region，清空原region。
