Java垃圾收集
一、垃圾收集的算法
Java的自动垃圾收集，需要判断对象是否可以回收，判断的算法，是通过“可达性分析”算法，即通过一系列被称为“GC Root”的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，所走过的路径叫做引用链，当一个对象到GC Root没有任何引用链相连的时，就证明此对象可以回收。GC Root的可包含以下几种：
- 虚拟机栈中引用的对象
- 方法区中静态属性引用的对象
- 方法区中常量引用的对象
- 本地方法栈中Native方法引用的对象
常见的垃圾收集算法有如下几种：
1.1、标记-清楚算法
标记清除算法包含标记、清除两个步骤。这是个最基础的垃圾收集算法，后续的算法都是在此基础上进行改进的。改算法的好处是简单，劣势在于一是效率低，二是清除过后可能清理出的是断断续续的空间，不利于大对象的内存分配。
1.2、复制算法
复制算法的思路是将内存分为两块，当一块用完时，将存活的对象赋值到另一块中，并将原先的那块清理掉。这种算法实际上是以空间换取了效率。目前HotSpot是默认分配了Eden：From Survivor：To Survivor为8:1:1，因为很多对象都是“朝生夕死”，并不需要很大的替换空间。每次使用，都可以使用90%的空间（Eden+其中一个Survivor），清理时使用另一块Survivor承载存活的对象。当承载的Survivor空间不足时，将会由其他内存（比如老年代）进行分配担保。
1.3、标记-整理算法
基于标记清理算法上的优化，将存活的对象都统一向一个方向挪动，然后直接清理边界以外的内存。
二、垃圾收集器
HotSpot虚拟机使用了分代收集的方式，对不同年龄带的内存采用不同的垃圾收集算法。
注：橙色为新生代，蓝色为老年代。
2.1、Serial / Serial Old
Serial是个针对新生代的单线程的收集器，在收集垃圾时，只会使用一个线程进行垃圾收集，而且它必须暂停所有的工作线程，直到它收集结束。Serial使用了复制算法。
Serial Old跟Serial是使用同样的算法，只是Serial Old是针对老年代的。Serial Old使用了标记-整理算法。
2.2、ParNew
ParNew就是Serial收集器的多线程版本，也使用了复制算法。
2.3、Parallel Scavenge/ Parallel Old
Paralle Scavenge使用了复制算法，也是多线程处理，与ParNew不同的是，Paralle Scanvage的目标是达到一个可控制的吞吐量。吞吐量=运行用户代码时间 / (运行用户代码时间+垃圾收集时间)。垃圾收集停顿的时间（不是垃圾收集时间）是跟新生代的大小有直接关系的（复制内存小的空间总是比大的空间节约时间的）。但是过小的新生代空间，又会不停地导致垃圾收集的触发。虚拟机提供了UseAdativeSizePolicy开关，如果将开关打开，虚拟机会动态调节，以提供合适的停顿时间和最大的吞吐量。
Parallel Old是Parallel Old的老年代版本，使用了多线程和标记-整理算法。
2.4、CMS
CMS是作用于老年代的，以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。CMS基于标记-清除算法，过程分为四个步骤：
- 初识标记，会STW，标记GC Root能关联到的对象。
- 并发标记，不会STW，将初识标记的节点向下链接。
- 重新标记，会STW，将并发标记过程中的程序的改动进行修正。
- 并发清除，不会STW，并发清除垃圾内存。
2.5、G1
G1收集器将整个内存堆划分为多个大小相等的区域，从整体上对各个区域采用了标记-整理的算法，从单个区域来看，对单个区域使用了复制算法。G1收集器跟踪每个区域（Region）的垃圾堆的价值大小，根据允许的垃圾收集时间，优先收集价值最大的Region。
三、内存分配与回收
对象的内存分配，主要分配在新生代的Eden上，如果启动了本地线程分配缓冲（TLAB），会按线程优先分布在TLAB上。对象分配内存遵从以下的规则：
3.1、对象优先分配在Eden上
3.2、大对象直接进入老年代。虚拟机提供了参数PretenureSize参数，用于指定大对象的边界值。
3.3、长期存活的对象将进入老年代。每个对象都有个年龄计数器，每次Minor GC都会使得年龄计数器加1。当达到一定的年龄（默认15），就会直接晋升到老年代中。
注：借鉴《深入理解JAVA虚拟机》