前言：java和C++之間有著記憶體自動管理和垃圾回收技術的高牆，牆裡面的人想出來，牆外面的想進去。（引用自周大師）

上一篇主要介紹了jvm的記憶體分配，沒看過的同學可以移步上篇部落格jvm記憶體分配。程式猿比較關注的記憶體的堆疊應用，這篇主要講jvm中記憶體最大的一塊區域，堆記憶體如何實現自動管理和垃圾回收。

如何判斷物件已死？

平時在開發時，我們只需new物件就可以自動分配記憶體空間，而不用去管理記憶體的銷燬回收，都是jvm幫我們做了這些工作。那麼，有個問題：在C程式中，都是程式猿去手動銷燬不使用的物件，釋放記憶體，在java中，jvm如何知道哪些是不需要使用的可以回收的物件呢？也就是怎麼判斷記憶體中物件已死？

1、引用計數

jvm會給記憶體中的物件增加一個計數器，每當物件增加一個引用，計數器就加一，當引用失效計數器就減一，計數器為零就代表這個物件是可以回收的。

缺點：無法解決迴圈引用的問題。如下圖中，ObjectA和ObjectB相互引用，ObjectA和ObjectB都無法回收。

2、可達性分析演算法

從gc root物件開始，尋找引用物件，沿引用鏈，可以達到的物件都是存活的；無法達到的物件都是死亡的，可以回收的。

上圖中，雖然物件D、E、F之間有引用，但和GC Root的引用鏈沒有交集，所以D、E、F物件是可以回收的物件，而物件A、B、C是活動的物件。

目前java中可作為GC Root的物件有：
1. 虛擬機器棧中引用的物件（本地變量表）
2. 方法區中靜態屬性引用的物件
3. 方法區中常量引用的物件
4. 本地方法棧中引用的物件（Native物件）

3種垃圾回收演算法

1、標記清除（Markup And Sweep）

分為兩個階段，第一階段標記階段，使用引用計數或者可達性分析標記物件是否可以回收；第二階段清除階段，將可以回收物件的記憶體回收。

缺點：會出現記憶體碎片，當建立大物件而找不到足夠大的連續的記憶體空間時會觸發Full GC，會影響整個應用程式效能。

2、複製演算法(Copying)

將堆記憶體分為大小相等的兩個部分，比如A、B，當A記憶體不足時，將存活的物件拷貝到B記憶體區域，然後回收整個A記憶體區域。

缺點：記憶體使用率只有一半，十分浪費記憶體；

3、標記整理

這個是針對複製演算法做的改進，解決記憶體利用率低的問題，也解決存活物件較多時，複製演算法需要大量複製物件導致的效率問題。將記憶體中存活的物件移動到記憶體區域的一端，全部移動結束後，回收分界線另一端的整個記憶體區域。

分代回收

問1：jvm何時觸發gc？
答：
Minor Gc（新生代回收）的條件比較簡單，只要Eden記憶體不足就會觸發。
Full Gc（老年代回收）有幾種觸發條件：

1. 老年代空間不足。
2. PermSpace空間不足。
3. 統計得到Minor Gc後晉升到老年代的平均空間大於老年代的剩餘空間。

問2：jvm如何分代？
答：

檢視上圖，jvm分代主要有年輕代（young），老年代（Tenured），和非堆記憶體（永久代）。
年輕代：年輕代細分為Eden、Survivor1、Survivor2，這麼細分的作用後面講，一般新建立的物件進入年輕代，年輕代物件的特點是朝生夕死，年輕代中的物件有年齡的概念，年輕代中的gc稱為Minor Gc，每經過一次Minor Gc，物件年齡就會更加一歲，預設年齡達到15歲，物件就會進入老年代中，還有其他情況物件年齡沒有達到15歲也會進入老年代，這裡不細說了。
老年代：老年代物件的大部分是存活時間很長。
非堆記憶體（永久代）：又稱方法區，主要存放類資訊、靜態變數、常量資訊。

問3：為什麼要分代回收？
答：分代回收當然是為了提升jvm回收的效率，減少因為gc導致的應用程式停頓。年輕代的物件朝生夕死，老年代的物件存活時間很長，針對不同的特點應用不同的回收演算法，年輕代應用複製演算法，因為存活物件較少，老年代因為物件存活時間較長，只能使用標記清掃或者標記整理演算法，具體要看虛擬機器產商，不同的虛擬機器產商有不同的實現。

1、年輕代

年輕代細分為Eden、Survivor1、Survivor2，採用複製演算法，因為物件朝生夕死，沒有必須按照複製演算法的一半記憶體劃分，預設的劃分比例Eden：Survivor1：Survivor2=8:1:1，為什麼分為兩個Survivor？當Eden記憶體不夠時，觸發Minor Gc，將存活的物件複製到Survivor2，然後清空Eden和Survivor1的空間，下次Minor Gc時會將存活物件複製到Survivor1，然後清空Eden和Survivor2的空間，設定兩個Survivor是為了來回騰挪存活物件使用的。

2、老年代

老年代的gc稱為Major Gc或者Full Gc，Full Gc非常消耗效能，影響應用程式，可能導致應用程式長時間停頓，jvm應該儘量避免Full Gc。避免Full Gc這涉及jvm的效能優化，後續有時間再整理分享。