前瞻：
回收算法：
- 引用計數法：每個對象都有一個存儲被引用次數的計數器，爲0表示可以被回收，優點快，缺點是2個對象相互引用無法回收。
- 根搜索法：通過GCroots（根對象）向下查找被應用的對象，回收未被引用的。
GC ROOT對象包括：
- 虛擬機（JVM）棧中引用對象
- 方法區中的類靜態屬性引用對象
- 方法區中常量引用的對象（final 的常量值）
- 本地方法棧JNI的引用對象
三色標記法
用於標記JVM中的對象狀態。
- 白：表示對象未被掃描，如果標記結束後還爲白色，則會被回收。
- 黑：表示對象已被掃描，表示被“gc root”引用，不會被回收。
- 灰：表示對象正在掃表，表示從上級掃描到了它，但還未掃描它的下級對象，掃描完成會變爲黑。
STW
stop the world，暫停虛擬器，暫停其他用戶線程，只有GC現場運行，程序處於暫停狀態。
年輕代回收器
一般使用採用複製收集算法，一個字快。
- Serial收集器：一個單線程收集器，在進行回收的時候，必須暫停其他所有的工作線程，直到收集結束。缺點：因爲要完全暫停線程，所以用戶體驗不佳。但是由於新生代回收得較快，所以停頓的時間非常少，而且沒有線程切換的開銷，因此也簡單高效。通過-XX:+UseSerialGC參數啓用。
- ParNew收集器：這個是Serial收集器的多線程版本，適用於多核CPU的設備。但對於單核的設備來說，需要進行線程之間的切換，效率反而沒有單線程的高。通過-XX:ParallelGCThreads參數限制收集的線程數，-XX:+UseParNewGC參數啓用。
- Parallel Scavenge收集器：該收集器是默認年輕代收集器。他的關注點和其他的收集器不同，其他的關注點是儘可能的縮短Full GC的時間。而該收集器關注的是一個可控的吞吐量。吞吐量=運行代碼的時間/(運行代碼的時間+GC的時間)，通過參數-XX:MaxGCPauseMillis設置最大GC的停頓時間和-XX:GCTimeRatio 設置吞吐量的大小。-XX:+UseParallelGC參數啓用。主要適合在後臺運算而不需要太多交互的任務。
CMS
全稱Concurrent Mark and Sweep，併發標記清理回收器，用於對年老代進行回收，目標是儘量減少應用的暫停時間，減少full gc發生的機率，利用和應用程序線程併發的垃圾回收線程來標記清除年老代。CMS並非沒有暫停，而是用兩次短暫停來替代串行標記整理算法的長暫停。
- 過程
- 初始標記(STW initial mark) ：需要stop the world，暫停其他用戶線程，CMS單線程從”根對象”開始查找，標記能夠和”根對象”關聯的年老代對象，包括通過年輕代關聯的年老代對象，只標記一級，爲了減少stop時間。
- 併發標記(Concurrent marking) ：和用戶線程併發處理，在初始標記的對象基礎上，向下標記所有關聯對象。
- 併發預清理(Concurrent precleaning)： 和用戶線程併發處理，對於在併發標記階段發生變化的對象進行標記，並對它的後續關聯對象進行標記。
- 重新標記(STW remark) ：需要stop the world，標記哪些從”根對象”開始查找未被標記的對象。因爲之前的併發標記過程中用戶現場可能創建或改變了對象關係，需要重新標記哪些改動。
- 併發清理(Concurrent sweeping) ：和用戶線程併發處理，清理未被引用的對象。
- 併發重置(Concurrent reset)：重置CMS的內置數據結構，等待下一次回收。
- 缺點
- 內存空間分散：爲減少回收時間，沒有對內存進行整理，導致內存空間分散，CMS將分散的內存空間記錄在一張表中，JVM分配對象時，根據對象大小在內存空間表中找出可存下的內存空間，如果沒有則出發GC操作。
- 需要更多CPU資源：併發需要一直佔用一個CPU，爲提高回收速度，需要更快的CPU。
- 需要更大堆空間：爲了在GC時，其他線程還能執行，需要預留一定的空間，所有GC出發一般會設置當內存佔用到一定比例時出發回收。
- 使用場景
- 如果你的應用程序對停頓比較敏感，並且服務器的內存和CPU足夠強大。
- 如果在JVM中有相對較多存活時間較長的對象(老年代比較大)會更適合使用CMS。
G1
全稱Garbage First，可用於年輕代和年老代，堆被劃分成 許多個連續的區域(region)。每個區域大小相等，在1M~32M之間。JVM最多支持2000個區域，可推算G1能支持的最大內存爲2000*32M=62.5G。區域(region)的大小在JVM初始化的時候決定，也可以用-XX:G1HeapReginSize設置。
過程
Mixed GC主要可以分爲兩個階段：
1、全局併發標記（global concurrent marking）
全局併發標記又可以進一步細分成下面幾個步驟：
- 初始標記（initial mark，STW）。它標記了從GC Root開始直接可達的對象。初始標記階段借用young GC的暫停，因而沒有額外的、單獨的暫停階段。
- 併發標記（Concurrent Marking）。這個階段從GC Root開始對heap中的對象標記，標記線程與應用程序線程並行執行，並且收集各個Region的存活對象信息。過程中還會掃描上文中提到的SATB write barrier所記錄下的引用。
- 最終標記（Remark，STW）。標記那些在併發標記階段發生變化的對象，將被回收。
- 清除垃圾（Cleanup，部分STW）。這個階段如果發現完全沒有活對象的region就會將其整體回收到可分配region列表中。 清除空Region。
2、拷貝存活對象（Evacuation）
Evacuation階段是全暫停的。它負責把一部分region裏的活對象拷貝到空region裏去（並行拷貝），然後回收原本的region的空間。Evacuation階段可以自由選擇任意多個region來獨立收集構成收集集合（collection set，簡稱CSet），CSet集合中Region的選定依賴於上文中提到的停頓預測模型，該階段並不evacuate所有有活對象的region，只選擇收益高的少量region來evacuate，這種暫停的開銷就可以（在一定範圍內）可控
G1的垃圾回收過程是和應用程序併發執行的，當Mixed GC的速度趕不上應用程序申請內存的速度的時候，Mixed G1就會降級到Full GC，使用的是Serial GC。Full GC會導致長時間的STW，應該要儘量避免。
導致G1 Full GC的原因可能有兩個：
- 沒有足夠的空間存放晉升的對象；
- 併發處理過程完成之前空間耗盡。
ZGC
全程Z Garbage Collector，Java 11包含的一個全新垃圾收集器，在G1垃圾回收器的歷年基礎上引入大量新技術，實現快速GC。對於TB級的大堆也能處理，速度是G1的上百倍，還在試用階段，穩定後再做學習。
目標：
- 停頓時間不超過10ms
- 停頓時間不隨heap大小或存活對象大小增大而增大
- 可以處理從幾百兆到幾T的內存大小
使用技術包括：
- 併發標記：減少stop the world
- 着色指針：
- 多重映射：
- 讀屏障：
- 重定位：
- 分區：
- 壓縮：
