基本的垃圾回收算法
引用計數（Reference Counting）
增加一個引用，引用計數加1，去掉一個引用，引用計數減1，然后回收那些引用計數為0的對象
問題：無法處理循環引用問題（例如A、B兩個對象互相引用，但沒有其他對象引用它們，這時它們也無法被回收）
標記-清除（Mark-Sweep）
從引用根節點開始標記所有被引用的對象，然后遍歷整個堆，清除未標記的對象
問題：產生碎片
復制（Copying）
首先將內存空間分為對等的兩半，每次只使用其中一半
每次回收時，遍歷當前使用區域，將正在使用的對象復制到另外一個區域
好處：一次遍歷即可，且不會產生碎片
問題：需要兩倍空間
標記-整理（Mark-Compact）
從引用根節點開始標記所有被引用的對象，然后遍歷整個堆，清除未標記的對象，并把存活對象壓縮到一塊
好處：避免了空間的浪費，且不會產生碎片
比較
空間：復制>標記-清除=標記-整理（復制需要兩倍空間）
時間：復制<標記-清除<標記-整理（復制最快，一次遍歷即可；標記-整理比標記-清除要慢，因為除了清除之外，還要移動數據）
JVM分代結構
JVM內存采用分代結構，分別為Young、Tenured、Permanent，其中Young又細分為Eden和兩個大小相同的Survivor區：From和To。
分代依據
- 絕大部分的對象都是臨時對象
- 不同對象的生命周期不同，采用不同的算法，可以提高不同的效率
JVM GC過程
新建的對象都在Eden中創建
大的對象直接在Old中創建：1）超過-XX:PretenureSizeThreshold設置，2）大于整個Eden
如果Eden滿了，則觸發MinorGCMinorGC
暫停程序
將Eden和From中存活的對象復制到To，同時各個對象的年齡值加1（MinorGC后，Eden和From都是空的）
如果To滿了，則將對象移到Old，如果此時Old滿了，則發送Promotion Failed錯誤，觸發FullGC
如果對象的年齡超過-XX:MaxTenuringThreshold，也移到Old（這里有一個動態對象年齡的概念：不是每次都要求對象的年齡一定要超過-XX:MaxTenuringThreshold才晉升到Old，如果Survivor空間中相同年齡所有對象大小的總和大于Survivor空間的一半，年齡大于或等于該年齡的對象就可以直接進入Old）FullGC
如果Old滿了，觸發FullGC
如果Perm滿了，觸發FullGC
暫停程序（CMS算法的整個過程可以并行執行，只需短暫暫停程序2次）
回收Old，如果回收后還是滿了，則拋出OutOfMemoryError: Java heap space
默認情況下，JVM是不回收Perm區的，要回收需要使用CMS算法，并設置-XX:+CMSClassUnloadingEnabled, -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled，如果回收后還是滿了，則拋出OutOfMemoryError: PermGen space
JVM GC算法
串行
效率高，但無法利用多核，一般在小程序使用，使用-XX:+UseSerialGC打開
并行
對Young并行收集，使用-XX:+UseParallelGC打開
JDK6.0后可對Old進行并行收集，使用-XX:+UseParallelOldGC打開
并發
保證大部分回收工作并發執行（應用不暫停），適合響應要求高的應用，使用-XX:+UseConcMarkSweepGC打開
G1
待補
比較
| Serial | Throughput | CMS | G1 | |
|---|---|---|---|---|
| 參數 | -XX:+UseSerialGC | -XX:+UseParallelGC | -XX:+UseConcMarkSweepGC, -XX:+UseParNewGC | -XX:+UseG1GC |
| Young（都是暫停整個應用） | 單線程 | 多線程 | 多線程 | 多線程 |
| Old | 單線程，暫停應用，壓縮 | 多線程，暫停應用，壓縮 | 單或多線程，部分暫停，不壓縮 | 多線程，部分暫停，壓縮 |
| 增加CPU使用率，產生碎片，如果沒有足夠的CPU或者碎片太多，則退化成serial gc | 增加CPU使用率，適合Heap大于4G的情況，Old區也是從一個region拷貝到另外一個region |
G1和CMS的機制是差不多的，只是G1把old分區了，這樣更有利于多線程的掃描
CMS每次清除后，都不會壓縮整理的，會產生碎片，而G1每次都像young那樣，進行數據移動，也就解決了碎片的問題
選擇
- 如果heap少于100MB，選擇Serial
- 對于TPS，如果CPU夠用，則選擇并發GC，如果CPU使用率較高，則選擇Throughput
- 對于平均響應時間，通常Throughput比并發GC要好
- 對于90%或99%的響應時間，并發GC比Throughput要好
- 如果選用并發GC，heap少于4G選擇CMS，大于4G選擇G1（這個保留，對G1算法不了解，了解后再修正）
GC Root
垃圾回收從Root開始，棧是程序真正執行的地方，所以從棧開始找，而棧又屬于線程獨有，所以從所有的線程的棧開始找
- 線程的棧幀中引用的對象
- 方法區中的類靜態屬性引用的對象
- 方法區中的常量引用的對象
- 本地方法棧中JNI引用的對象
