3.1.引用計數法

給對象中添加一個引用計數器，每當有一個地方引用它時，計數器值就加1；當引用失效時，計數器值就減1；任何時刻計數器為0的對象就是不可能再被使用的。

但是，至少主流的Java虛擬機裏面沒有選用引用計數算法來管理內存，其中最主要的原因是它很難解決對象之間相互循環引用的問題。

3.2.可達性分析算法

這個算法的基本思路就是通過一系列的稱為“GC Roots”的對象作為起始點，從這些節點開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為引用鏈（Reference Chain），當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連（用圖論的話來說，就是從GC Roots到這個對象不可達）時，則證明此對象是不可用的

在

虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象。

方法區中類靜態屬性引用的對象。

方法區中常量引用的對象。

本地方法棧中JNI（即一般說的Native方法）引用的對象。

對象死亡過程：

對象在進行可達性分析後發現沒有與GC Roots相連接的引用鏈，那它將會被第一次標記並且進行一次篩選，篩選的條件是此對象是否有必要執行finalize()方法。當對象沒有覆蓋finalize()方法，或者finalize()方法已經被虛擬機調用過，虛擬機將這兩種情況都視為“沒有必要執行”。這個對象被判定為有必要執行finalize()方法，那麽這個對象將會放置在一個叫做F-Queue的隊列之中，執行finalize()方法但不保證成功。GC將對F-Queue中的對象進行第二次小規模的標記，然後回收

方法區回收（永久代）：

兩部分內容：

回收廢棄常量與回收Java堆中的對象

廢棄常量：假如一個字符串“abc”已經進入了常量池中，但是當前系統沒有任何一個String對象是叫做“abc”的，換句話說，就是沒有任何String對象引用常量池中的“abc”常量，也沒有其他地方引用了這個字面量，如果這時發生內存回收，而且必要的話，這個“abc”常量就會被系統清理出常量池。常量池中的其他類（接口）、方法、字段的符號引用也與此類似。

無用類：該類所有的實例都已經被回收，也就是Java堆中不存在該類的任何實例；加載該類的ClassLoader已經被回收；該類對應的java.lang.Class 對象沒有在任何地方被引用，無法在任何地方通過反射訪問該類的方法。

3.3.垃圾回收算法

最基礎的收集算法-標記清除法：算法分為“標記”和“清除”兩個階段：首先標記出所有需要回收的對象，在標記完成後統一回收所有被標記的對象。後續的收集算法都是基於這種思路並對其不足進行改進而得到的。它的主要不足有兩個：一個是效率問題，標記和清除兩個過程的效率都不高；另一個是空間問題，標記清除之後會產生大量不連續的內存碎片

復制算法：它將可用內存按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當這一塊的內存用完了，就將還存活著的對象復制到另外一塊上面，然後再把已使用過的內存空間一次清理掉。實現簡單，運行高效。只是這種算法的代價是將內存縮小為了原來的一半

現在的商業虛擬機都采用這種收集算法來回收新生代，每次使用Eden和其中一塊Survivor，當回收時，將Eden和Survivor中還存活著的對象一次性地復制到另外一塊Survivor空間上，最後清理掉Eden和剛才用過的Survivor空間

復制收集算法在對象存活率較高時就要進行較多的復制操作，效率將會變低。更關鍵的是，如果不想浪費50%的空間，就需要有額外的空間進行分配擔保，以應對被使用的內存中所有對象都100%存活的極端情況，所以在老年代一般不能直接選用這種算法。

標記-整理算法：

標記過程仍然與“標記-清除”算法一樣，但後續步驟不是直接對可回收對象進行清理，而是讓所有存活的對象都向一端移動，然後直接清理掉端邊界以外的內存。老年代使用這種算法

分代收集算法：

當前商業虛擬機的垃圾收集都采用“分代收集”（Generational Collection）算法，這種算法並沒有什麽新的思想，只是根據對象存活周期的不同將內存劃分為幾塊。一般是把Java堆分為新生代和老年代，這樣就可以根據各個年代的特點采用最適當的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集時都發現有大批對象死去，只有少量存活，那就選用復制算法，只需要付出少量存活對象的復制成本就可以完成收集。而老年代中因為對象存活率高、沒有額外空間對它進行分配擔保，就必須使用“標記—清理”或者“標記—整理”算法來進行回收。

3.4.垃圾回收器種類

總體圖（jdk1.7支持的垃圾收集器）：

如果兩個收集器之間存在連線，就說明它們可以搭配使用。虛擬機所處的區域，則表示它是屬於新生代收集器還是老年代收集器

serial收集器：單線程的收集器，它的“單線程”的意義並不僅僅說明它只會使用一個CPU或一條收集線程去完成垃圾收集工作，更重要的是在它進行垃圾收集時，必須暫停其他所有的工作線程，直到它收集結束。是虛擬機運行在Client模式下的默認新生代收集器

ParNew收集器：Serial收集器的多線程版本，是許多運行在Server模式下的虛擬機中首選的新生代收集器，其中有一個與性能無關但很重要的原因是，除了Serial收集器外，目前只有它能與CMS收集器配合工作。

Parallel Scavenge收集器：也經常稱為“吞吐量優先”收集器，即是使用復制算法，又是並行的多線程收集器……看上去和ParNew都一樣，特點是它的關註點與其他收集器不同，目標則是達到一個可控制的吞吐量（Throughput），所謂吞吐量就是CPU用於運行用戶代碼的時間與CPU總消耗時間的比值，即吞吐量 = 運行用戶代碼時間 /（運行用戶代碼時間 + 垃圾收集時間），也經常稱為“吞吐量優先”收集器

參數：

-XX:MaxGCPauseMillis 控制最大垃圾收集停頓時間，停頓時間縮短是以犧牲吞吐量和新生代空間來換取的：系統把新生代調小一些，收集300MB新生代肯定比收集500MB快吧，這也直接導致垃圾收集發生得更頻繁一些，原來10秒收集一次、每次停頓100毫秒，現在變成5秒收集一次、每次停頓70毫秒。停頓時間的確在下降，但吞吐量也降下來了。

GCTimeRatio參數的值應當是一個大於0且小於100的整數，也就是垃圾收集時間占總時間的比率，相當於是吞吐量的倒數。如果把此參數設置為19，那允許的最大GC時間就占總時間的5%（即1 /（1+19）），默認值為99，就是允許最大1%（即1 /（1+99））的垃圾收集時間。

-XX:+UseAdaptiveSizePolicy值得關註。這是一個開關參數，當這個參數打開之後，就不需要手工指定新生代的大小（-Xmn）、Eden與Survivor區的比例（-XX:SurvivorRatio）、晉升老年代對象年齡（-XX:PretenureSizeThreshold）等細節參數了，虛擬機會根據當前系統的運行情況收集性能監控信息，動態調整這些參數以提供最合適的停頓時間或者最大的吞吐量，這種調節方式稱為GC自適應的調節策略（GC Ergonomics）

Serial Old收集器：

是Serial收集器的老年代版本，它同樣是一個單線程收集器，使用“標記－整理”算法。這個收集器的主要意義也是在於給Client模式下的虛擬機使用。如果在Server模式下，那麽它主要還有兩大用途：一種用途是在JDK 1.5以及之前的版本中與Parallel Scavenge收集器搭配使用，另一種用途就是作為CMS收集器的後備預案，在並發收集發生Concurrent Mode Failure時使用。

Parallel Old收集器：是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多線程和“標記－整理”算法。在註重吞吐量以及CPU資源敏感的場合，都可以優先考慮Parallel Scavenge加Parallel Old收集器。

CMS收集器：收集器是一種以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器。目前很大一部分的Java應用集中在互聯網站或者B/S系統的服務端上，這類應用尤其重視服務的響應速度，希望系統停頓時間最短，以給用戶帶來較好的體驗。CMS收集器就非常符合這類應用的需求。是基於“標記—清除”算法實現的。

CMS收集器對CPU資源非常敏感，CMS默認啟動的回收線程數是（CPU數量+3）/ 4，也就是當CPU在4個以上時，並發回收時垃圾收集線程不少於25%的CPU資源，並且隨著CPU數量的增加而下降。但是當CPU不足4個（譬如2個）時，CMS對用戶程序的影響就可能變得很大，如果本來CPU負載就比較大，還分出一半的運算能力去執行收集器線程，

CMS收集器無法處理浮動垃圾（Floating Garbage），可能出現“Concurrent Mode Failure”失敗而導致另一次Full GC的產生。由於CMS並發清理階段用戶線程還在運行著，伴隨程序運行自然就還會有新的垃圾不斷產生，這一部分垃圾出現在標記過程之後，CMS無法在當次收集中處理掉它們，只好留待下一次GC時再清理掉。這一部分垃圾就稱為“浮動垃圾”。

CMS是一款基於“標記—清除”算法實現的收集器，如果讀者對前面這種算法介紹還有印象的話，就可能想到這意味著收集結束時會有大量空間碎片產生。空間碎片過多時，將會給大對象分配帶來很大麻煩，往往會出現老年代還有很大空間剩余，但是無法找到足夠大的連續空間來分配當前對象，不得不提前觸發一次Full GC。為了解決這個問題，CMS收集器提供了一個-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection開關參數（默認就是開啟的），用於在CMS收集器頂不住要進行FullGC時開啟內存碎片的合並整理過程，內存整理的過程是無法並發的，空間碎片問題沒有了，但停頓時間不得不變長。虛擬機設計者還提供了另外一個參數-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction，這個參數是用於設置執行多少次不壓縮的Full GC後，跟著來一次帶壓縮的（默認值為0，表示每次進入Full GC時都進行碎片整理）。

G1收集器：當今收集器技術發展的最前沿成果之一，是一款面向服務端應用的垃圾收集器。HotSpot開發團隊賦予它的使命是（在比較長期的）未來可以替換掉JDK 1.5中發布的CMS收集器。與其他GC收集器相比，G1具備如下特點：並行與並發；分代收集；空間整合；可預測的停頓，但是出現時間較短，有待商榷

3.4.gc日誌

33.125: [GC [DefNew: 3324K->152K(3712K), 0.0025925 secs] 3324K->152K(11904K), 0.0031680 secs]

100.667: [Full GC [Tenured: 0K->210K(10240K), 0.0149142 secs] 4603K->210K(19456K), [Perm : 2999K->2999K(21248K)], 0.0150007 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.02 secs]

GC日誌開頭的“［GC”和“［Full GC”說明了這次垃圾收集的停頓類型，而不是用來區分新生代GC還是老年代GC的。如果有“Full”，說明這次GC是發生了Stop-The-World的，例如下面這段新生代收集器ParNew的日誌也會出現“［Full GC”（這一般是因為出現了分配擔保失敗之類的問題，所以才導致STW）。如果是調用System.gc()方法所觸發的收集，那麽在這裏將顯示“［Full GC (System)”接下來的“［DefNew”、“［Tenured”、“［Perm”表示GC發生的區域，這裏顯示的區域名稱與使用的GC收集器是密切相關的，例如上面樣例所使用的Serial收集器中的新生代名為“Default New Generation”，所以顯示的是“［DefNew”。如果是ParNew收集器，新生代名稱就會為“［ParNew”，意為“Parallel New Generation”。如果采用Parallel Scavenge收集器，那它配套的新生代稱為“PSYoungGen”，老年代和永久代同理，名稱也是由收集器決定的。後面方括號內部的“3324K->152K(3712K)”含義是“GC前該內存區域已使用容量-> GC後該內存區域已使用容量 (該內存區域總容量)”。而在方括號之外的“3324K->152K(11904K)”表示“GC前Java堆已使用容量 -> GC後Java堆已使用容量 (Java堆總容量)”。

再往後，“0.0025925 secs”表示該內存區域GC所占用的時間，單位是秒。

名稱對應關系：

3.5.垃圾收集器參數總結

本文出自 “13165699” 博客，請務必保留此出處http://13175699.blog.51cto.com/13165699/1954469

3.垃圾回收器