轉自：JVM完整深入解析
今天我們來看看JVM的垃圾回收機制（GC）
我們可以從以下三個方面來學習GC：
- 哪些對象可以被回收
- 何時回收GC
- 採用什麼方式回收
GC (Garbage Collection)的基本原理：將內存中不再被使用的對象進行回收，GC中用於回收的方法稱爲收集器，由於GC需要消耗一些資源和時間，Java在對對象的生命週期特徵進行分析後，按照新生代、舊生代的方式來對對象進行收集，以儘可能的縮短GC對應用造成的暫停
一、 判斷對象是否要回收的方法：可達性分析法
1、 可達性分析法：通過一系列“GC Roots”對象作爲起點進行搜索，如果在“GC Roots”和一個對象之間沒有可達路徑，則稱該對象是不可達的。不可達對象不一定會成爲可回收對象。進入DEAD狀態的線程還可以恢復，GC不會回收它的內存。（把一些對象當做root對象，JVM認爲root對象是不可回收的，並且root對象引用的對象也是不可回收的）
2、 以下對象會被認爲是root對象：
- 虛擬機棧（棧幀中本地變量表）中引用的對象
- 方法區中靜態屬性引用的對象
- 方法區中常量引用的對象
- 本地方法棧中Native方法引用的對象
3、 對象被判定可被回收，需要經歷兩個階段：
- 第一個階段是可達性分析，分析該對象是否可達
- 第二個階段是當對象沒有重寫finalize()方法或者finalize()方法已經被調用過，虛擬機認爲該對象不可以被救活，因此回收該對象。（finalize()方法在垃圾回收中的作用是，給該對象一次救活的機會）
4、 方法區中的垃圾回收：
- 常量池中一些常量、符號引用沒有被引用，則會被清理出常量池
- 無用的類：被判定爲無用的類，會被清理出方法區。判定方法如下：
- 該類的所有實例被回收
- 加載該類的ClassLoader被回收
- 該類的Class對象沒有被引用
5、 finalize():
- GC垃圾回收要回收一個對象的時候，調用該對象的finalize()方法。然後在下一次垃圾回收的時候，纔去回收這個對象的內存。
- 可以在該方法裏面，指定一些對象在釋放前必須執行的操作。
二、 發現虛擬機頻繁full GC時應該怎麼辦：
（full GC指的是清理整個堆空間，包括年輕代和永久代）
- 首先用命令查看觸發GC的原因是什麼 jstat –gccause 進程id
- 如果是System.gc()，則看下代碼哪裏調用了這個方法
- 如果是heap inspection(內存檢查)，可能是哪裏執行jmap –histo[:live]命令
- 如果是GC locker，可能是程序依賴的JNI庫的原因
三、常見的垃圾回收算法
1、Mark-Sweep（標記-清除算法）：
- 思想：標記清除算法分爲兩個階段，標記階段和清除階段。標記階段任務是標記出所有需要回收的對象，清除階段就是清除被標記對象的空間。
- 優缺點：實現簡單，容易產生內存碎片
2、Copying（複製清除算法）：
- 思想：將可用內存劃分爲大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當進行垃圾回收的時候了，把其中存活對象全部複製到另外一塊中，然後把已使用的內存空間一次清空掉。
- 優缺點：不容易產生內存碎片；可用內存空間少；存活對象多的話，效率低下。
3、Mark-Compact（標記-整理算法）：
- 思想：先標記存活對象，然後把存活對象向一邊移動，然後清理掉端邊界以外的內存。
- 優缺點：不容易產生內存碎片；內存利用率高；存活對象多並且分散的時候，移動次數多，效率低下
4、分代收集算法：（目前大部分JVM的垃圾收集器所採用的算法）：
思想：把堆分成新生代和老年代。（永久代指的是方法區）
- 因爲新生代每次垃圾回收都要回收大部分對象，所以新生代採用Copying算法。新生代裏面分成一份較大的Eden空間和兩份較小的Survivor空間。每次只使用Eden和其中一塊Survivor空間，然後垃圾回收的時候，把存活對象放到未使用的Survivor（劃分出from、to）空間中，清空Eden和剛纔使用過的Survivor空間。
- 由於老年代每次只回收少量的對象，因此採用mark-compact算法。
- 在堆區外有一個永久代。對永久代的回收主要是無效的類和常量
5、GC使用時對程序的影響？
垃圾回收會影響程序的性能，Java虛擬機必須要追蹤運行程序中的有用對象，然後釋放沒用對象，這個過程消耗處理器時間
6、幾種不同的垃圾回收類型：
（1）Minor GC：從年輕代（包括Eden、Survivor區）回收內存。
A、當JVM無法爲一個新的對象分配內存的時候，越容易觸發Minor GC。所以分配率越高，內存越來越少，越頻繁執行Minor GC
B、執行Minor GC操作的時候，不會影響到永久代（Tenured）。從永久代到年輕代的引用，被當成GC Roots，從年輕代到老年代的引用在標記階段直接被忽略掉。
（2）Major GC：清理整個老年代，當eden區內存不足時觸發。
（3）Full GC：清理整個堆空間，包括年輕代和老年代。當老年代內存不足時觸發