介绍

GC虽然已经自动帮我们完成清理，但了解一下java垃圾回收机制，还是对我们性能调优，问题排查等有很大帮助。本文为博主阅读网上资料后做的相关整理。

JVM内存区域

1.虚拟机栈：每个方法被执行的同时会创建栈桢 ，要保存执行方法时的局部变量表、操作数栈、动态连接和方法返回地址等信息,方法执行时入栈，方法执行完出栈，出栈就相当于清空了数据，入栈出栈的时机都很明确，此处不需要进行 GC。

2.本地方法栈：虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法时服务，本地方法栈为虚拟机执行本地方法时服务，此处也不需要进行 GC。

3.程序计数器：线程独有。可以看作是当前线程执行的字节码的行号指示器。Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器的时间来完成的。在任何一个时刻，一个处理器只会执行一个线程，如果这个线程被分配的时间片执行完了（线程被挂起），处理器会切换到另外一个线程执行，程序计数器即记录唤醒线程时上次执行到的位置。另外程序计数器是唯一一个 Java 虚拟机规范中没有规定任何 OOM 情况的区域。此处也不需要进行 GC。

4.本地内存：即堆外内存，包含元空间和直接内存，JAVA8之后此区域也不需要进行 GC。

5.堆：对象实例和数组都是在堆上分配，GC主要针对这些数据进行回收，堆是java垃圾回收处理的主要区域。

系统垃圾识别

GC如何判断堆中对象实例等是不是垃圾？

引用计数法

为对象添加引用次数属性，被引用一次，即加一。未被引用即为0，代表可被回收。

但此类无法解决循环引用的问题，在互相被引用的对象要求释放时，因为引用次数不为零，造成无法回收。因此此方法用得较少。

可达性算法

利用一个GC Root的对象为起点出发，逐步指向下一个可达的节点，直至所有节点遍历完毕，不在生成的这个引用链上的对象，即被判断为垃圾，会被GC回收。

另外，不是a, b 对象可回收，就一定会被回收。对象的 finalize 方法给了对象一次垂死挣扎的机会，当对象不可达（可回收）时，当发生GC时，会先判断对象是否执行了 finalize 方法，如果未执行，则会先执行 finalize 方法，我们可以在此方法里将当前对象与 GC Roots 关联，这样执行 finalize 方法之后，GC 会再次判断对象是否可达，如果不可达，则会被回收，如果可达，则不回收。且finalize 方法只会被执行一次，如果第一次执行 finalize 方法此对象变成了可达确实不会回收，但如果对象再次被 GC，则会忽略 finalize 方法，对象会被回收。

GC Root是什么？哪些对象可作为GC Root？

• 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
• 方法区中类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 JNI（即一般说的 Native 方法）引用的对象

垃圾回收主要方法

通过可达性算法识别了哪些数据是垃圾，如何对垃圾进行回收？主要有以下三种方法。

标记清除算法

1. 根据可达性算法标记出所有的可回收对象

2. 对可回收对象进行回收

此种算法回收之后会造成很多零碎的小内存，不能满足连续内存的需要

复制算法

1. 将堆分为两块区域,A,B,区域A分配对象，B不分配对象

2. 对A使用标记法把存活的对象都标记出来，并将它们复制到区域B

3. 把A中对象全部清理释放空间

此方法解决了内存碎片的问题，缺点是堆空间大小利用率大大降低，复制也有资源浪费。

标记整理法

1. 根据可达性算法标记出所有的可回收对象

2. 对标记对象进行整理，将所有存活对象都往一端移动，紧密排列

3. 清除掉另一端所有非存活对象

当前垃圾回收器对比

说完了垃圾回收的方法论，到了垃圾回收器就是内存回收的具体实现了，当前垃圾回收器按使用时期分为如下几类：

JVM中的堆，一般分为三部分：新生代，老年代，永久代（JAVA8永久代移除，被元空间取代）

1.何为新生代？

主要用来存放新生对象，一般占堆空间的三分之一空间，会频繁创建对象，频繁触发GC进行垃圾回收。

新生代又分为三个区： Eden区、ServivorFrom、ServivorTo。

Eden区：Java新对象的出生地，当此区内存不够时即触发GC，对新生代区进行一次垃圾回收。

ServivorTo：保留一次GC过程中的幸存者

ServivorFrom：上一次GC的幸存者，作为本次GC的被扫描者。

本区GC一般采用复制算法。

2.何为老年代？

当新生代无法找到足够大连续空间给新创建的较大对象时，会在老年代触发GC，一般采用标记清除算法。当老年代也没有空间时，会抛出OOM异常。

新生代回收器

在新生代工作的垃圾回收器：Serial, ParNew, ParallelScavenge。

老年代回收器

在老年代工作的垃圾回收器：CMS，Serial Old, Parallel Old

新生代回收器和老年代回收器一般配合使用，共同完成JVM中GC。

还有一个驾驭一切的垃圾回收器，在新生代，老年代都能使用，即G1。

总结

1. 垃圾回收机制回收JVM堆内存里的对象空间,不负责回收栈内存数据。
2. 对其他物理连接，比如数据库连接、输入流输出流、Socket连接无能为力。
3. 垃圾回收发生具有不可预知性，程序无法精确控制垃圾回收机制执行。
4. 可以将对象的引用变量设置为null，暗示垃圾回收机制可以回收该对象。
5. 现在的JVM有多种垃圾回收实现算法，表现各异。
6. 垃圾回收机制回收任何对象之前，总会先调用它的finalize方法（如果覆盖该方法，让一个新的引用变量重新引用该对象，则会重新激活对象）。
7. 我们可以通过System.gc()或者Runtime.getRuntime().gc()来通知系统进行垃圾回收，会有一些效果，但是系统是否进行垃圾回收依然不确定。永远不要主动调用某个对象的finalize方法，应该交给垃圾回收机制调用。