jvm中堆主要是用来存放对像，并且作为jvm中最大的一块，因此垃圾回收时主要作用于堆，因此堆也被称作GC堆。关于垃圾回收，从两个角度去思考：什么样的对象被当作垃圾来处理？如何去处理？在考虑这两个问题之前一定要先了解一下堆的结构。
堆结构
堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。堆的内部结构按照传统的做法分成新生代和老年代。如下图所示：
新生代则有Eden区，S0区，S1区组成。其中Eden区在新生代中占的比例最大，题外话：Eden这个词来自圣经，是一个逍遥自在美好的区域，所有的对象刚创建出来的时候都存放在Eden区。From Sruvivor和To Survivor区通过被称作S0区和S1区，即生存0区和生存1区。新生代中各个区域的占比为：8：1：1 。之因为Eden区占比大是由于每次垃圾回收时大部分对象都被回收掉，只有少数的需要移到S0区。
老年代没有进行划分，当对象的存活时间达到一定的值时，由新生代过渡到老年代。
堆的结构介绍完，回到开头提出的问题，什么样的对象被当作垃圾来处理？其实这个问题很简单，当然是“死掉”的对象，那么怎样判断一个对象存活？下面介绍一下。
对象存活判断算法
虚拟机机制决定将死掉的对象当作垃圾进行回收，我了解到的算法有两种：引用计数法和可达性分析法。
引用计数法
这种方法是通过给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时计数器加1，引用释放时计数减1，当计数器为0时可以回收。这种算法实现简单，判断高效，容易理解。但是无法解决对象相互循环引用的问题，所以主流的Java虚拟机中没有使用该方法，但在微软COM和Python等语言中被广泛使用。
可达性分析法
这种思想是通过一系列称为“GC Root”的对象（如系统类加载器、栈中的对象、处于激活状态的线程等）作为起点，基于对象引用关系，开始向下搜索，所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Root没有任何引用链相连，证明对象是不可用的，这样的对象认为是“死掉”的，可以进行回收。举个场景：堆中有10个对象Object1,Object2…Object10,其中Object1的引用变量test1作为method1()的局部变量，而method1()被加载到栈中正在被执行,这里假设Object1对像里又引用了其他的对象，这时如果通过可达性分析法去找GC Root的话，test1就是所谓的GC Root.如下图所示：
从图中可见，Object1-Object5 都是可达的，剩下的灰色的就是所谓的不可达，即没有GC Root，这些对象就会被当作垃圾在下一次回收时进行回收。那么如何去处理这些垃圾呢？继续往下看。。。
垃圾回收
垃圾回收方法有很多种，我所了解的，也是面试过程最经常问的，主要有三种：标记清除法、复制算法、标记整理算法。
标记清除法
顾名思意先标记再清除，即首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象，如下图所示。此方法简单，容易实现，但是标记和清除过程的效率都不高；另外是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片过多可能会导致无法为一个大的对象分配内存，从而不得触发一次垃圾回收动作。
如下图所示
复制算法
这种算法是标记清除的改进方法，是通过将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当一块内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上，然后清理掉前一块。JVM堆中新生代便采用复制算法，这里为了说明原理，暂且以S0区和S1区互相复制为例（Eden区的复制在下文讲解），如下图所示。这种方法将内存缩小为一半，性价比低，持续复制长生存期的对象则导致效率低下
上图介绍了S0和S1之间互相复制的场景，但真正的jvm复制过程是包括Eden区的。当Eden区满时，还存活的对象会被复制到其中一个Survivor区；当新生代中Eden区和其中一个Surviovr区都满时，触发回收操作，会将Eden和使用的Survivor区还存活的对象，复制到另外一个Survivor区，然后对Eden和用过的Survivor区进行清理。如果另外一个Survivor区没有足够的内存存储时，则会进入老年代。
这里针对哪些对象会进入老年代有这样的机制：对象每经历一次复制，年龄加1，达到晋升年龄阈值后，转移到老年代，而老年代的清理算法则采用下面要讲到的“标记整理算法”。
标记整理算法
这种算法一般用于回收生存周期较长的对象，因而在老年代使用比较合适。标记过程与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存，即清理之前先对内存进行整理，如下图所示。这种方法不仅不需要对内存进行一分为二，还解决了大量内存碎片的问题。
讲到这差不多垃圾回收的原理都讲完了，总而言之不管是新生代还是老年代，所采用的方法都是建立在标记清除算法之上。新生代中对象生命周期一般比较短，因此主要使用复制算法，而老年代中对象生存周期比较长因而使用标记整理算法。
至此，jvm的堆工作原理介绍完了，至于其他部分的工作原理请参考如下博文
由浅入深了解JVM-内存结构
由浅入深了解JVM-虚拟机栈
由浅入深了解JVM-程序计数器