1.概念：創建對象會佔用內存，如果不需要則要清除，引入垃圾回收機制（GC,Garbage Collection）解決c++頭疼的內存管理問題。
2.目的：清除不再使用的對象，有效防止內存泄露，有效使用空閒內存。
ps:內存泄露是指該內存空間使用完畢之後未回收，在不涉及複雜數據結構的一般情況下，Java 的內存泄露表現爲一個內存對象的生命週期超出了程序需要它的時間長度，我們有時也將其稱爲“對象遊離”。
3.使用：根據JVM內部機制的GC算法自動回收。
4.GC回收前的調用：object對象的finalize()方法，它可以在對象被回收之前做一些事情，可以進行重寫。但由於GC的啓動時間依GC算法而定，所以儘量避免使用。
5.下面簡單介紹幾種回收情況：
① 沒有牌子即垃圾
比如，我們把一個對象參考到另一個名稱空間，原空間沒有被任何名稱參考，即會被回收。
② 鏈狀參考的回收情況
Car car=new Car();
car.next=new Car();
car=null;
一個對象空間爲null，同一參考的兩個對象都會被回收。閉合鏈全部回收
③ 數組參考的回收情況
數組爲null，則除了數組對象本身，還有數組內索引的幾個對象都被回收。
深入垃圾回收GC算法
1.GC過程：發現無用信息對象；回收被無用對象佔用的內存空間，使該空間可被程序再次使用。
2.GC判斷機制：GC通過確定對象是否被活動對象引用來確定是否收集該對象。
3.GC算法：常用的方法是引用計數和對象引用遍歷。
① 引用計數法(Reference Counting Collector)
引用計數法是唯一沒有使用根集的垃圾回收的法，該算法使用引用計數器來區分存活對象和不再使用的對象。一般來說，堆中的每個對象對應一個引用計數器。當每一次創建一個對象並賦給一個變量時，引用計數器置爲1。當對象被賦給任意變量時，引用計數器每次加1當對象出了作用域後(該對象丟棄不再使用)，引用計數器減1，一旦引用計數器爲0，對象就滿足了垃圾收集的條件。
基於引用計數器的垃圾收集器運行較快，不會長時間中斷程序執行，適宜地必須實時運行的程序。但引用計數器增加了程序執行的開銷，因爲每次對象賦給新的變量，計數器加1，而每次現有對象出了作用域生，計數器減1。
② tracing算法(Tracing Collector)
tracing算法是爲了解決引用計數法的問題而提出，它使用了根集的概念。所謂根集就是正在執行的Java程序可以訪問的引用變量的集合(包括局部變量、參數、類變量)，程序可以使用引用變量訪問對象的屬性和調用對象的方法。垃圾回收首先需要確定從根開始哪些是可達的和哪些是不可達的，從根集可達的對象都是活動對象，它們不能作爲垃圾被回收，這也包括從根集間接可達的對象；而根集通過任意路徑不可達的對象符合垃圾收集的條件，應該被回收。基於tracing算法的垃圾收集器從根集開始掃描，識別出哪些對象可達，哪些對象不可達，並用某種方式標記可達對象，例如對每個可達對象設置一個或多個位。在掃描識別過程中，基於tracing算法的垃圾收集也稱爲標記和清除(mark-and-sweep)垃圾收集器。
③ compacting算法(Compacting Collector)
爲了解決堆碎片問題，基於tracing的垃圾回收吸收了Compacting算法的思想，在清除的過程中，算法將所有的對象移到堆的一端，堆的另一端就變成了一個相鄰的空閒內存區，收集器會對它移動的所有對象的所有引用進行更新，使得這些引用在新的位置能識別原來的對象。在基於Compacting算法的收集器的實現中，一般增加句柄和句柄表。
④ copying算法(Coping Collector)
該算法的提出是爲了克服句柄的開銷和解決堆碎片的垃圾回收。它開始時把堆分成一個對象區和多個空閒區，程序從對象區爲對象分配空間，當對象滿了，基於coping算法的垃圾回收就從根集中掃描活動對象，並將每個活動對象複製到空閒區(使得活動對象所佔的內存之間沒有空閒間隔)，這樣空閒區變成了對象區，原來的對象區變成了空閒區，程序會在新的對象區中分配內存。
一種典型的基於coping算法的垃圾回收是stop-and-copy算法，它將堆分成對象區和空閒區域區，在對象區與空閒區域的切換過程中，程序暫停執行。
⑤ generation算法(Generational Collector)
stop-and-copy垃圾收集器的一個缺陷是收集器必須複製所有的活動對象，這增加了程序等待時間，這是coping算法低效的原因。在程序設計中有這樣的規律：多數對象存在的時間比較短，少數的存在時間比較長。因此，generation算法將堆分成兩個或多個，每個子堆作爲對象的一代 (generation)。由於多數對象存在的時間比較短，隨着程序丟棄不使用的對象，垃圾收集器將從最年輕的子堆中收集這些對象。在分代式的垃圾收集器運行後，上次運行存活下來的對象移到下一最高代的子堆中，由於老一代的子堆不會經常被回收，因而節省了時間。
⑥ adaptive算法(Adaptive Collector)
在特定的情況下，一些垃圾收集算法會優於其它算法。基於Adaptive算法的垃圾收集器就是監控當前堆的使用情況，並將選擇適當算法的垃圾收集器。
4.強制通知清除
System.gc()； Runtime.getRuntime().gc() 這兩種方法用於顯式通知JVM可以進行一次垃圾回收，但垃圾回收機制具體在什麼時間運行是無法預知的。這個方法對資源消耗較大，儘量不要顯式去調用這個方法
5.觸發主GC的條件
JVM進行次GC的頻率很高,但因爲這種GC佔用時間極短,所以對系統產生的影響不大。更值得關注的是主GC的觸發條件,因爲它對系統影響很明顯。總的來說,有兩個條件會觸發主GC:
1)當應用程序空閒時,即沒有應用線程在運行時,GC會被調用。因爲GC在優先級最低的線程中進行,所以當應用忙時,GC線程就不會被調用,但以下條件除外。
2)Java堆內存不足時,GC會被調用。當應用線程在運行,並在運行過程中創建新對象,若這時內存空間不足,JVM就會強制地調用GC線程,以便回收內存用於新的分配。若GC一次之後仍不能滿足內存分配的要求,JVM會再進行兩次GC作進一步的嘗試,若仍無法滿足要求,則 JVM將報“out of memory”的錯誤,Java應用將停止。
由於是否進行主GC由JVM根據系統環境決定,而系統環境在不斷的變化當中,所以主GC的運行具有不確定性,無法預計它何時必然出現,但可以確定的是對一個長期運行的應用來說,其主GC是反覆進行的。
6.減少GC開銷的措施
根據上述GC的機制,程序的運行會直接影響系統環境的變化,從而影響GC的觸發。若不針對GC的特點進行設計和編碼,就會出現內存駐留等一系列負面影響。爲了避免這些影響,基本的原則就是儘可能地減少垃圾和減少GC過程中的開銷。
(1)不要顯式調用System.gc()
此函數建議JVM進行主GC,雖然只是建議而非一定,但很多情況下它會觸發主GC,從而增加主GC的頻率,也即增加了間歇性停頓的次數。
(2)儘量減少臨時對象的使用
臨時對象在跳出函數調用後,會成爲垃圾
(3)對象不用時最好顯式置爲Null
一般而言,爲Null的對象都會被作爲垃圾處理,所以將不用的對象顯式地設爲Null,有利於GC收集器判定垃圾,從而提高了GC的效率。
(4)儘量使用StringBuffer,而不用String來累加字符串
由於String是固定長的字符串對象,累加String對象時,並非在一個String對象中擴增,而是重新創建新的String對象。避免這種情況可以改用StringBuffer來累加字符串,因StringBuffer是可變長的,它在原有基礎上進行擴增,不會產生中間對象。
(5)能用基本類型如Int,Long,就不用Integer,Long對象
(6)儘量少用靜態對象變量
全局變量不會被GC回收，會一直佔用內存。
(7)分散對象創建或刪除的時間
集中在短時間內大量創建新對象,特別是大對象,會導致突然需要大量內存,JVM在面臨這種情況時,只能進行主GC,以回收內存或整合內存碎片,從而增加主GC的頻率。集中刪除對象,道理也是一樣的。它使得突然出現了大量的垃圾對象,空閒空間必然減少,從而大大增加了下一次創建新對象時強制主GC的機會。
本文部分借用了知乎ITGeGe的《Java垃圾回收機制(GC)詳解》一文。