https://blog.csdn.net/jisuanjiguoba/article/details/80156781
圖解JVM GC過程--很好
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java內存結構圖
Java堆
堆內存用於存放由new創建的對象和數組。在堆中分配的內存，由java虛擬機自動垃圾回收器來管理。在堆中產生了一個數組或者對象後，還可以在棧中定義一個特殊的變量，這個變量的取值等於數組或者對象在堆內存中的首地址，在棧中的這個特殊的變量就變成了數組或者對象的引用變量，以後就可以在程序中使用棧內存中的引用變量來訪問堆中的數組或者對象，引用變量相當於爲數組或者對象起的一個別名，或者代號。根據垃圾回收機制的不同，Java堆有可能擁有不同的結構，最爲常見的就是將整個Java堆分爲新生代和老年代。其中新聲帶存放新生的對象或者年齡不大的對象，老年代則存放老年對象。新生代分爲den區、s0區、s1區，s0和s1也被稱爲from和to區域，他們是兩塊大小相等並且可以互相角色的空間。絕大多數情況下，對象首先分配在eden區，在新生代回收後，如果對象還存活，則進入s0或s1區，之後每經過一次新生代回收，如果對象存活則它的年齡就加1，對象達到一定的年齡後，則進入老年代。
Java棧
Java棧是一塊線程私有的空間，一個棧，一般由三部分組成:局部變量表、操作數據棧和幀數據區局部變量表：用於報錯函數的參數及局部變量
操作數據棧：主要保存計算過程的中間結果，同時作爲計算過程中的變量臨時的存儲空間。
幀數據區:除了局部變量表和操作數據棧以外，棧還需要一些數據來支持常量池的解析，這裏幀數據區保存着訪問常量池的指針，方便程序訪問常量池，另外當函數返回或出現異常時虛擬機必須有一個異常處理表，方便發送異常的時候找到異常的代碼，因此異常處理表也是幀數據區的一部分。
Java方法區
Java方法區和堆一樣，方法區是一塊所有線程共享的內存區域，他保存系統的類信息。比如類的字段、方法、常量池等。方法區的大小決定系統可以保存多少個類。如果系統定義太多的類，導致方法區溢出。虛擬機同樣會拋出內存溢出的錯誤。方法區可以理解爲永久區。
堆區:
提供所有類實例和數組對象存儲區域
jvm只有一個堆區(heap)被所有線程共享，堆中不存放基本類型和對象引用，只存放對象本身
棧區:
每個線程包含一個棧區，棧中只保存基礎數據類型的對象和自定義對象的引用(不是對象)，對象都存放在堆區中
每個棧中的數據(原始類型和對象引用)都是私有的，其他棧不能訪問。
方法區:
又叫靜態區，跟堆一樣，被所有的線程共享。方法區包含所有的class和static變量。
方法區中包含的都是在整個程序中永遠唯一的元素，如class，static變量。
運行時常量池都分配在 Java 虛擬機的方法區之中
堆的參數配置
-XX:+PrintGC 每次觸發GC的時候打印相關日誌
-XX:+UseSerialGC 串行回收
-XX:+PrintGCDetails 更詳細的GC日誌
-Xms 堆初始值
-Xmx 堆最大可用值
-Xmn 新生代堆最大可用值
-XX:SurvivorRatio 用來設置新生代中eden空間和from/to空間的比例.
JVM參數調優
我們希望達到一些目標：
GC的時間足夠的小
GC的次數足夠的少
發生Full GC的週期足夠的長
（1）針對JVM堆的設置，一般可以通過-Xms -Xmx限定其最小、最大值，堆內存初始值與最大值保持一致，減少垃圾回收次數。
（2）年輕代和年老代將根據默認的比例分配堆內存，設置新生代和老年代的回收比例，新生代：老年代=1:3或者1:4。
（3）線程堆棧的設置：每個線程默認會開啓1M的堆棧，用於存放棧幀、調用參數、局部變量等，對大多數應用而言這個默認值太大了，一般256K就足用。理論上，在內存不變的情況下，減少每個線程的堆棧，可以產生更多的線程，但這實際上還受限於操作系統。
（4） 儘可能將對象預留在新生代，減少老年代的GC次數。除了可以設置新生代的絕對大小(-Xmn),可以使用(-XX:NewRatio)設置新生代和老年代的比例:-XX:NewRatio=老年代/新生代
（5）垃圾收集器的選用
jdk1.5以前是串行收集器適用於小數據量，目前吞吐量優先選用並行收集器，響應時間優先選用併發收集器，還有一種G1回收器，有取代前面幾種回收期的趨勢
內存溢出和內存泄漏區別
1、內存溢出：（Out Of Memory---OOM）
系統已經不能再分配出你所需要的空間，比如你需要100M的空間，系統只剩90M了，這就叫內存溢出
2、內存泄漏： (Memory Leak)----》強引用所指向的對象不會被回收，可能導致內存泄漏，虛擬機寧願拋出OOM也不會去回收他指向的對象
意思就是你用資源的時候爲他開闢了一段空間，當你用完時忘記釋放資源了，這時內存還被佔用着，這就是內存泄漏。一次沒關係，但是內存泄漏次數多了就會導致內存溢出
手動GC回收
public class JVMDemo05 {
public static void main(String[] args) {
JVMDemo05jvmDemo05 = new JVMDemo05();
//jvmDemo05 = null;
System.gc();}
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("gc在回收對象...")；}}
finalize作用：Java技術使用finalize()方法在垃圾收集器將對象從內存中清除出去前，做必要的清理工作。GC回收之前調用。
垃圾回收機制算法
1、引用計數法
1.1概述
給對象中添加一個引用計數器，每當有一個地方引用它時，計數器值就加1；當引用失效時，計數器值就減1；任何時刻計數器都爲0的對象就是不再被使用的，垃圾收集器將回收該對象使用的內存。
1.2優缺點
優點：引用計數收集器可以很快的執行，交織在程序運行中。對程序需要不被長時間打斷的實時環境比較有利。
缺點：無法檢測出循環引用。如父對象有一個對子對象的引用，子對象反過來引用父對象。這樣，他們的引用計數永遠不可能爲0.而且每次加減非常浪費內存。
2、複製算法（空間換時間）
S0和s1將可用內存按容量分成大小相等的兩塊，每次只使用其中一塊，當這塊內存使用完了，就將還存活的對象複製到另一塊內存上去，然後把使用過的內存空間一次清理掉。這樣使得每次都是對其中一塊內存進行回收，內存分配時不用考慮內存碎片等複雜情況，只需要移動堆頂指針，按順序分配內存即可，實現簡單，運行高效。
複製算法的缺點顯而易見，可使用的內存降爲原來一半。
複製算法用於在新生代垃圾回收
3、標記清除算法
標記-清除（Mark-Sweep）算法顧名思義，主要就是兩個動作，一個是標記，另一個就是清除。
標記就是根據特定的算法（如：引用計數算法，可達性分析算法等）標出內存中哪些對象可以回收，哪些對象還要繼續用。標記指示回收，那就直接收掉；標記指示對象還能用，那就原地不動留下。
缺點
1. 標記與清除沒有連續性效率低;
2. 清除之後內存會產生大量碎片；
4、標記-壓縮算法（時間換空間）
標記壓縮法在標記清除基礎之上做了優化，把存活的對象壓縮到內存一端,而後進行垃圾清理。(java中老年代使用的就是標記壓縮法)
5、分代收集算法
根據內存中對象的存活週期不同，將內存劃分爲幾塊，java的虛擬機中一般把內存劃分爲新生代和年老代，當新創建對象時一般在新生代中分配內存空間，當新生代垃圾收集器回收幾次之後仍然存活的對象會被移動到年老代內存中，當大對象在新生代中無法找到足夠的連續內存時也直接在年老代中創建。
對於新生代和老年代來說,新生代回收頻率很高,但是每次回收耗時很短,而老年代回收頻率較低,但是耗時會相對較長,所以應該儘量減少老年代的GC.
垃圾回收時的停頓現象
停頓的目的是爲了終止所有的應用線程，只有這樣的系統纔不會有新垃圾的產生。同時停頓保證了系統狀態在某一個瞬間的一致性，也有利於更好的標記垃圾對象。
什麼是Java垃圾回收器
Java垃圾回收器是Java虛擬機的三個重要模塊(另外兩個是解釋器和多線程機制)之一，爲應用程序提供內存的自動分配、自動回收功能，這兩個操作都發生在Java堆上。某一個時點，一個對象如果有一個以上的引用指向它，那麼該對象就爲活着的，否則死亡，視爲垃圾，可被垃圾回收器回收再利用。垃圾回收操作需要消耗CPU、線程、時間等資源，所以容易理解的是垃圾回收操作不是實時的發生，當內存消耗完或者是達到某一個指標時，觸發垃圾回收操作。有一個對象死亡的例外，java.lang.Thread類型的對象即使沒有引用，只要線程還在運行，就不會被回收。
1、串行回收器(Serial Collector)
單線程執行回收操作，回收期間暫停所有應用線程的執行，client模式下的默認回收器，通過-XX:+UseSerialGC命令行可選項強制指定。參數可以設置使用新生代串行和老年代串行回收器
年輕代的回收算法(MinorCollection)
把Eden區的存活對象移到To區，To區裝不下直接移到年老代，把From區的移到To區，To區裝不下直接移到年老代，From區裏面年齡很大的升級到年老代。回收結束之後，Eden和From區都爲空，此時把From和To的功能互換，From變To，To變From，每一輪迴收之前To都是空的。設計的選型爲複製。
年老代的回收算法(FullCollection)
年老代的回收分爲三個步驟，標記(Mark)、清除(Sweep)、合併(Compact)。標記階段把所有存活的對象標記出來，清除階段釋放所有死亡的對象，合併階段 把所有活着的對象合併到老年代的前面，把空閒的片段都留到後面。設計的選型爲合併，減少內存的碎片。
2、並行回收器(ParNew回收器)
並行回收器在串行回收器基礎上做了改進，他可以使用多個線程同時進行垃圾回收，對於計算能力強的計算機而言，可以有效的縮短垃圾回收所需的尖際時間。
並行回收器是一個工作在新生代的垃圾收集器，他只是簡單的將串行回收器多線程快他的回收策略和算法和串行回收器一樣。使用XX:+UseParNewGC 新生代ParNew回收器，老年代則使用串行回收器
並行回收器工作時的線程數量可以使用XX:ParaleiGCThreads參數指定，一般最好和計算機的CPU相當，避免過多的栽程影響性能。
3、並CMS(併發GC)收集器
CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一種以獲取最短回收停頓時間爲目標的收集器。CMS收集器是基於“標記-清除”算法實現的，整個收集過程大致分爲4個步驟：
①.初始標記(CMS initial mark)
②.併發標記(CMS concurrenr mark)
③.重新標記(CMS remark)
④.併發清除(CMS concurrent sweep)
4、G1回收器
G1回收器(Garbage-First)實在]dk1.7中提出的垃圾回收器，從長期目標來看是爲了取代CMS回收器，G1回收器擁有獨特的垃圾回收策略，G1屬於分代垃圾回收器，區分新生代和老年代，依然有eden和from/to區,它並不要求整個eden區或者新生代、老年代的空間都連續，它使用了分區算法。