JVM中的垃圾回收机制
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了JVM中的垃圾回收机制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
在Java中，由于引入了JVM,所以我们不用再向C/C++那样创建对象之后手动的去申请和释放内存，这一切都交给了虚拟机来完成，而为了我们更好的了解对象的内存分配情况，更是为了优化系统，所以我们必然要去了解JVM的内存结构以及垃圾回收机制。
JVM内存结构
我们通过两张图来记忆其内存结构：
JVM内存分为五部分：
线程私有的：虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器
本地方法栈：与虚拟机栈相似，只是它服务的对象是本地方法（Native Method）。
线程共享的：堆和方法区
堆：堆中保存的是java对象本身以及数组。
方法区：存储的是类的信息（类名、方法信息、字段信息）、静态变量、常量以及编译器编译后的代码。（注：方法区在JDK1.8之后被
metaspace元数据区取代，存在于本地内存，其中存的是类的元数据，而常量池和类的静态变量存在Java堆中）。重点说一下java堆和方法区
堆又分为新生代和老年代，通俗的讲方法区又称为永久代（方法区不等价于永久代，只是因为方法区是由永久代来实现的），新生代又分为
eden区和servivor-from、servivor-to区，在垃圾回收时使用。eden区存放的是新创建的对象，如果新创建的对象占用空间很大，则直接进入老年代，如果eden区空间存满，则会发生新生代的垃圾回收，即
MinorGC。servivor-from区存放的是上一次垃圾回收的存活对象，下一次垃圾回收时扫描此部分空间。
servivor-to区存放的是由eden区和servivor-from区扫描的存活对象复制过来的。
老年代存放的是生命周期长的对象，一是对象创建时eden区放不下会直接进入老年代，二是在新生代垃圾回收多次后达到放入老年代阈值时存入老年代，默认此阈值时15。
老年代的垃圾回收不会频繁的发生（老年代垃圾回收叫
MajorGC），因为老年代存放的是生命周期长的对象。
什么时候发生垃圾回收
新生代垃圾回收时机
eden区空间不足
老年代垃圾回收时机
新创建的大对象放入老年代，而老年代空间不足时发生
新生代对象达到晋升阈值时，进入老年代时空间不足
永久代
主程序运行期间不会对永久代进行垃圾回收，只会随着类信息的不断加载而胀满，最终导致OOM。
查找存活对象的方法
引用计数法
在堆中存储对象时，会在对象头维护一个计数器，当增加一个该对象的引用计数器就会加一，引用关系消失则计数器减一，当计数器值为零时就可以标记该对象为可回收对象。但是引用计数法存在一个问题，就是循环引用：如果A对象引用了B对象，而B对象引用了A对象，此时就造成了类似死锁的循环，计数器永远不会为零，这就导致了GC永远不会回收这两个对象
可达性分析
此方法通过以GCRoots为起点查找关联对象，如果存在到达对象的路径，就说明该对象时存活对象，而找不到到达对象的路径则说明对象可能是可回收对象，因为标记为可回收对象要求必须至少经过两次不可达标记，如果两次之后依然是可回收对象，就将面临垃圾回收。
垃圾回收算法
复制算法（copying）
将堆空间分为等大小的两部分，每次只使用其中的一块，如果一块内存满了之后就会将存活对象复制到另一块上去，把已使用的内存清空。此算法可以解决内存碎片化的缺陷。
如图：
标记-清除算法（mark-sweep）
首先是标记可回收对象，然后将可回收对象所在的空间清空。如图：
标记-整理算法（mark-compact）
先标记可回收对象，回收完成后将存活对象移向内存的一端，然后清空端外内存。如图：
分代回收算法
将内存空间根据对象生命周期的长短划分为不同的区域，堆内存分为新生代和老年代。新生代会发生频繁的GC，而老年代GC频率较低，每次回收对象较少。所以可以根据不同的区域来使用不同的垃圾回收算法。
分区回收算法
将堆空间划分为相同大小的小区间，每个小空间单独使用，单独回收，这样可以控制每次回收的小区间个数，从而控制每次GC用户线程的停顿时间。
STW:stop the world，GC时会使用户线程停顿，此过程叫做STW。
垃圾收集器
新生代和老年代采用不同的垃圾收集器
新生代：serial收集器、 parNew收集器、 parallel scavenge收集器
老年代：serial old收集器、 parallel old收集器、 CMS(concurrent mark sweep)收集器
G1(garbage first)收集器
Serial收集器
Serial收集器是单线程的、采用复制算法。在收集过程中只使用一条线程，并且收集过程中必须暂停其他的工作线程，直到垃圾收集结束。
ParNew收集器
这种收集器其实是Serial收集器的多线程版，也是采用复制算法，使用多条线程去完成垃圾收集，同时收集过程中也会暂停其他工作线程。默认启用CPU个数条线程，可以使用-XX:ParallelGCThreads参数来修改启用的线程数。
Parallel Scavenge收集器
Parallel Scavenge收集器也是采用多线程的复制算法，和ParNew收集器的不同在于可以控制吞吐量（吞吐量=用户代码运行时间/(用户代码运行时间+垃圾收集时间)），同样也会暂停工作线程。
Serial Old收集器
单线程的，采用标记-整理算法，会暂停用户线程。
Parallel Old收集器
多线程的，标记-整理算法，可以控制吞吐量，会暂停工作线程。
CMS收集器
多线程的，采用标记-清除算法，主要是为了保证垃圾收集期间最短的工作线程停顿。
过程：
初始标记，标记GCRoots可以直接关联的对象，需要暂停用户线程。
并发标记，从上一阶段标记的对象出发，标记所有可达到的对象，此阶段和用户线程并发执行，不会暂停用户线程。
重新标记，修正并发标记阶段产生变动的对象，此阶段多线程执行，暂停用户线程。
并发清除，和用户线程并发执行，清除GCRoots不可达对象，不会暂停用户线程。
G1收集器
G1收集器相对于CMS收集器的改进：
采用标记-整理算法，不会产生内存碎片。
可以精确控制STW的时间，并且不会牺牲吞吐量，该收集器不会全区域回收，而是把堆空间分为固定大小的几个区域，跟踪其垃圾回收进度，然后维护一个优先级列表，每次根据所允许的收集时间，优先回收垃圾最多的区域。区域划分和优先级区域回收机制，确保G1收集器可以在有限时间获得最高的垃圾收集效率。
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