如何判斷垃圾對象？
垃圾收集的第一步就是先需要算法來標記哪些是垃圾，然後再對垃圾進行處理。
引用計數（ReferenceCounting）算法
這種方法比較簡單直觀，FlashPlayer/Python使用該算法，簡單高效。核心思路是，給每個對象添加一個被引用計數器，被引用時+1，引用失效-1，等於0時就表示該對象沒有被引用，可以被回收。但是，Java/C#並不採用該算法，因爲該算法沒有解決對象相互引用的問題，即：當兩個對象相互引用且不被其它對象引用時，各自的引用計數爲1，雖不爲0，但仍然是可被回收的垃圾對象。
根搜索（GC Roots Tracing）算法
基本原理是：GCRoot對象作爲起始點（根）。如果從根到某個對象是可達的，則該對象稱爲“可達對象”（存活對象，不可回收對象）。否則就是不可達對象，可以被回收。
垃圾收集算法
垃圾收集器通常會假設大部分的對象的存活時間都非常短，只有少數對象的存活時間比較長。
垃圾收集算法在JVM中主要是複製算法（新生代GC）和標記/整理算法（老年代GC）。
標記-清除（Mark-Sweep）算法
算法過程：
1. 先判定對象是否可回收，對其標記。
2. 統一回收（簡單地刪除對垃圾對象的內存引用）。
優點：簡單直觀容易實現和理解。缺點：效率不高，內存空間碎片化。
複製（Copying）算法
將內存平均分成A、B兩塊，算法過程：
1. 新生對象被分配到A塊中未使用的內存當中。當A塊的內存用完了， 把A塊的存活對象對象複製到B塊。
2. 清理A塊所有對象。
3. 新生對象被分配的B塊中未使用的內存當中。當B塊的內存用完了， 把B塊的存活對象對象複製到A塊。
4. 清理B塊所有對象。
5. goto 1。
優點：簡單高效。缺點：內存代價高，有效內存爲佔用內存的一半。
對複製算法進一步優化：使用Eden/S0/S1三個分區
平均分成A/B塊太浪費內存，採用Eden/S0/S1三個區更合理，空間比例爲Eden:S0:S1==8:1:1，有效內存（即可分配新生對象的內存）是總內存的9/10。
算法過程：
1. Eden+S0可分配新生對象；
2. 對Eden+S0進行垃圾收集，存活對象複製到S1。清理Eden+S0。一次新生代GC結束。
3. Eden+S1可分配新生對象；
4. 對Eden+S1進行垃圾收集，存活對象複製到S0。清理Eden+S1。二次新生代GC結束。
5. goto 1。
標記-緊湊（Mark-Compact）
算法過程：
1. 標記：標記可回收對象（垃圾對象）和存活對象。
2. 緊湊（也稱“整理”）：將所有存活對象向內存開始部位移動，稱爲內存緊湊（相當於碎片整理）。完畢後，清理剩餘內存空間。
分代收集策略
由於不同的對象適合使用不同的垃圾收集算法，所以引入“代”這個概念。不同的代有不同的分區，一般分爲新生代區和老年代區。
新生代：適合採用複製算法進行垃圾收集，對象分佈在Eden/S0/S1三個區。
老年代：適合採用標記-緊湊算法進行垃圾收集。
Heap分區和分代概念
Heap分區的目的
1. 爲了分代：不同代的對象放到不同的內存分區中，實現“代提升”，也方便實現對不同分代採用不同的垃圾收集算法。
2. 垃圾收集算法需要：新生代GC使用到複製算法，該算法需要將對應的分區劃分成三個分區：Eden/S0/S1。
術語
Generation代
- YongGeneration/NewGeneration：新生代，在Eden/S0/S1的存活的對象。
- OldGeneration：老年代，在Tenured區存活的對象。
- PermanentGeneration：永久代。
Space 區
- Eden：伊甸園區，是新生代的一個區。
- Survivor：倖存區，屬於新生代，爲了複製算法的需要。一般分成大小相等的兩個區（S0/S1或者From/To）。
- Tenured：存放老年代的區域。
- Permanent：終身區。
下圖：Hotspot 的 Heap 分區
下圖：VisualVM 中通過 VisualGC插件顯示的分區
Eden/S0/S1 新生代
[Eden ][S0 ][S1 ]
S0/S1是大小相當的兩個區域，共同組成Survivor區。
空間比例：Eden:S0==8:1。設定方法：-XX:SurvivorRatio=8。
新生對象在Eden/S0或者Eden/S1中分配，Eden區的對象量達到一個閾值後，發生一次新生代GC。
Old 老年代
每個對象有“對象年齡計數器”。對象由Eden收集到Survivor區後，年齡+1。進行新生代GC後，年齡+1。依次，當年齡>=15後進入老年代。
最大年齡閾值設定：-XX:MaxTenuringThreshold。
動態年齡：如果在Survivor中所有相同年齡對象佔用了空間的一半多，大於等於上述年齡的對象直接進入老年代。
大對象（比如大的數組）直接進入老年代。閾值設定：-XX:PretenureSizeThreshold。
Perm 永久代（PermanentGeneration）
用於存放不變對象，如類、方法、字符串等。
Java7把駐留字符串（intentd string）放到了老年代區。Java8中移除了Hotspot的永久代區。