目录
垃圾回收概念
什么是垃圾?
垃圾回收机制什么时候会进行GC？？
应该关心垃圾回收那些哪些区域的回收
垃圾回收相关算法
垃圾回收算法：[标记阶段、回收阶段]
垃圾标记阶段
标记阶段的目的
引用计数算法（目前没有在使用）
什么是循环依赖问题？？
可达性分析算法（当前使用的算法）
什么是根对象？？
垃圾回收阶段
标记-复制算法（Copying）
标记-清除算法（Mark-Sweep）
标记-压缩算法（Mark-Compact）
对象的 finalization 机制
finalize（）方法
对象在虚拟机中的三种状态
垃圾回收相关概念
内存溢出与内存泄漏
STW （stop the world）
垃圾回收器
垃圾回收算法是理论，垃圾回收器是回收的实践者
垃圾收集器分类
按线程数分类
单线程垃圾回收器（Serial）
多线程垃圾回收器（Parallel）
按工作模式分
独占式垃圾回收器（STW）
并发式垃圾回收器
按工作的内存区间分
年轻代的垃圾回收器
老年代的垃圾回收器
GC性能指标
CMS回收器（并发标记清除）[追求低停顿]
垃圾回收过程
初始标记：
并发标记：
重新标记：
并发清除：
G1垃圾回收器
垃圾回收过程
初始标记：
并发标记：
最终标记：
筛选回收：
垃圾回收概念
什么是垃圾?
垃圾是指在运行程序中没有任何引用指向的对象，这个对象就是垃圾，垃圾对象需要被清理回收，否则会一直被占用，浪费空间，其他新对象无法使用该控件，严重的话会造成内存溢出
垃圾回收机制什么时候会进行GC？？
- 堆内存不足：当JVM的堆内存不足以分配新的对象时，会触发垃圾回收以释放不再使用的内存空间。
- 系统调用：可以通过调用
System.gc()或Runtime.getRuntime().gc()来建议JVM进行垃圾回收，但具体何时执行是由JVM决定的。- 作用域结束：当对象的作用域结束时，例如方法执行完毕，该作用域内的局部变量将不再被引用，这些对象就可能被回收。
- 程序正常退出：当程序执行了
System.exit()方法时，JVM在退出前会进行垃圾回收以清理资源。- 对象引用丢失：如果一个对象没有任何引用指向它，那么这个对象就成为垃圾回收的候选对象。
- 内存泄漏检测：某些JVM实现可能会定期检查内存使用情况，以识别和处理内存泄漏问题。
- 定时回收：一些JVM实现可能会有一个定时机制，定期执行垃圾回收以保持内存的整洁。
- 老年代空间不足：当老年代空间不足以容纳新晋升的对象或不足以进行Minor GC时，会触发Full GC。
- 元数据区溢出：在Java 8及以后的版本中，如果元空间（Metaspace）不足以存储类的元数据，也可能触发垃圾回收。
- 新生代空间不足：当新生代空间不足以分配新对象时，会触发Minor GC。
- Survivor空间溢出：如果Survivor空间中的对象太多，无法容纳新的对象，也会触发Minor GC。
应该关心垃圾回收那些哪些区域的回收
重点回收堆{
频繁回收新生代
较少回收老年代
}
较少回收方法区
垃圾回收相关算法
垃圾回收算法：[标记阶段、回收阶段]
垃圾标记阶段
标记阶段的目的
标记阶段的目的主要是为了判断对象是否为垃圾对象
在 GC 执行垃圾回收之前，首先需要区分出内存中哪些是有用对象，哪些是垃圾对象。只有被标记为己经是垃圾对象，GC 才会在执行垃圾回收时，释放掉其所占用的内存空间，因此这个过程我们可以称为垃圾标记阶段。
那么怎样判定一个对象是否为垃圾对象呢？简单来说：当一个对象没有任何引用指向时，就可以称之为垃圾对象。
引用计数算法（目前没有在使用）
为每个对象保存一个整型的引用计数器属性，用于记录对象被引用的情况
对于一个对象A，只要有一个引用指向了对象A，则对象A的引用计数器属性加1；当引用失效时，引用计数器就减1；只要对象A不可能再被使用，则表示可进行回收。
优点：实现简单，垃圾对象便于辨识；判定效率高，回收没有延迟性
缺点：
这样的做法增加了存储空间的开销（占内存）
每次操作都需要更新计数器，增加了时间开销（费时间）
不可处理循环依赖问题
什么是循环依赖问题？？
当外界有引用指向这个系统时，A的引用会指向B，B的引用指向C，C引用又指向A，这样如果外部请求引用切断时，该系统与外界就失去了联系，但是他们的程序计数器属性不为0，这样会导致循环引用问题，从而导致内存泄漏
可达性分析算法（当前使用的算法）
可达性分析：也可称之为根搜索算法、追踪性垃圾收集
相较于引用计数算法，可达性分析算法有效的解决了引用计数算法中的循环引用问题，防止内存泄露问题的发生。
从一些活跃对象（GC Roots）开始搜索，与跟对象相关联的对象都是被使用的对象，与根对象或者根对象的引用链不相连的，则称之为垃圾对象。
什么是根对象？？
- 虚拟机栈中引用的对象（正在运行的方法中的对象）
- 静态属性（static）
- 被用来当做同步锁的
- Java系统中的类
垃圾回收阶段
标记-复制算法（Copying）
可以有多块内存，每次至少有一块是空闲的，复制算法会将存活的对象移动到未被使用的空间中，清除其它块中所有的垃圾对象。
特点：内存碎片少，适用于存活对象少，垃圾对象多的区域（适用于新生代）
标记-清除算法（Mark-Sweep）
存活对象的位置不变，垃圾对象的地址记录在一个空闲的列表中，如果创建新对象，则将空闲列表中垃圾对象覆盖掉。
特点：不移动对象，回收后会产生内存碎片（适用于老年代）
标记-压缩算法（Mark-Compact）
标记-清除算法+重新排列
将存活的对象重新排列，其余空间进行清理，又称：[标记-清除-压缩算法]
特点：回收后压缩，不会产生内存碎片（适用于老年代）but效率低
对象的 finalization 机制
Java 语言提供了对象终止（finalization）机制来允许开发人员提供对象被销毁 之前的自定义处理逻辑（如Servlet生命周期中的destroy（）方法）
finalize（）方法
Object类中，在对象回收之前，可以在此方法中执行一些所需要的逻辑（close（）操作等），在对象被判定为垃圾对象时，回收之前会调用finalize（）方法，finalize（）方法只会被调用一次。
对象在虚拟机中的三种状态
- 可触及的：从根节点可到达的。
- 可复活的：被标记为垃圾对象，但还未finalize（）的。
- 不可触及的：finalize（）已调用，且被垃圾回收机制执行的。
垃圾回收相关概念
内存溢出与内存泄漏
内存溢出：
内存溢出Out Of Memory，简称OOM
经过垃圾回收后，内存仍然不够，导致程序崩溃。
大多数情况下GC会根据各个年龄段的不同来进行垃圾回收，但是 如果实在回收不了，就会进行 Full GC ，这时候会释放出大量的空间，以供程序应用继续使用。
存溢出可能导致程序崩溃或系统的不稳定。
内存泄漏：（内存浪费）
一个对象在程序中不会被使用，但是垃圾回收器不能回收，会一直占用内存，进而导致内存泄漏（e.g：IO，数据库连接等为close（）、单例模式中单例对象，整个程序中使用唯一的对象，如果不关闭，回收器就无法进行回收）
STW （stop the world）
Stop-the-World，简称 STW，当垃圾回收时（标记/回收）会导致其他用户线程暂停，必须保证分析时，其他对象的引用不会出现变化，避免出现漏标、错标等问题，保证分析的准确性。
垃圾回收器
垃圾回收算法是理论，垃圾回收器是回收的实践者
垃圾收集器分类
按线程数分类
单线程垃圾回收器（Serial）
适用于一些小的设备，只有一个线程进行垃圾回收
多线程垃圾回收器（Parallel）
提供多个线程进行垃圾回收
按工作模式分
独占式垃圾回收器（STW）
垃圾回收线程执行时，其他用户线程暂停
并发式垃圾回收器
垃圾回收线程可以和用户线程同时执行
按工作的内存区间分
年轻代的垃圾回收器
老年代的垃圾回收器
GC性能指标
吞吐量：运行用户代码的时间占总运行时间的比例（总运行时间：程序的运行时间+内存回收的时间）
垃圾收集开销：垃圾收集所用时间与总运行时间的比例。
暂停时间：执行垃圾收集时，程序的工作线程被暂停的时间。
内存占用：Java 堆区所占的内存大小。
CMS回收器（并发标记清除）[追求低停顿]
首个实现垃圾收集线程与用户线程可以同时执行的。
注意：不是所有都并发执行，也会有独占执行。
垃圾回收过程
初始标记：
Stop The World，仅使用一条初始标记线程对所有与 GC Roots 直接关联的对象进行标记。
并发标记：
垃圾回收线程，与用户线程并发执行。此过程进行可达性分析，标记出所有废弃对象。
重新标记：
Stop The World，使用多条标记线程并发执行，将刚才并发标记过程中新出现的废弃对象标记出来。
并发清除：
只使用一条 GC 线程，与用户线程并发执行，清除刚才标记的对象。 这个过程非常耗时。
并发标记与并发清除过程耗时最长，且可以与用户线程一起工作，因此，总体上说，CMS 收集器的内存回收过程是与用户线程一起并发执行的。
G1垃圾回收器
适合大型服务器，内存大，CPU更先进，将每个区域（Eden，幸存者，老年代）又划分成若干小的区域，哪个区域垃圾数量多，优先回收哪个区域。可以做到整堆管理收集回收，也可以并发收集回收。
垃圾回收过程
初始标记：
标记出 GC Roots 直接关联的对象，这个阶段速度较快，需要停止用户线程，单线程执行。
并发标记：
从 GC Root 开始对堆中的对象进行可达性分析，找出存活对象，这个阶段耗时较长，但可以和用户线程并发执行。
最终标记：
修正在并发标记阶段引用户程序执行而产生变动的标记记录。
筛选回收：
筛选回收阶段会对各个区域的回收价值和成本进行排序，根据用户所期望的 GC 停顿时间来指定回收计划（用最少的时间来回收包含垃圾最多的区域）。
这就是 Garbage First 的由来——第一时间清理垃圾最多的区块，这里为了提高回收效率，并没有采用和用户线程并发执行的方式，而是停顿用户线程。
适用场景：要求尽可能可控 GC 停顿时间；内存占用较大的应用。
