一、概述
在《JVM — 内存模型》中，我们了解了JVM的内存模型，得到以下结论：
程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈都是线程私有的；程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈随着线程的创建而创建，随着线程的销毁而回收；程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈这几个区域的内存分配和回收都具备确定性，因此无需过多考虑回收的问题；Java堆、方法区这两块内存区域在程序运行期会动态分配内存，具有不确定性；
小结： 因此，垃圾回收主要针对
Java堆、方法区这两块内存区域；
二、如何判断对象是否被引用
判断一个对象是否被引用有两种方法：1.引用计数算法; 2.可达性分析算法;
2.1 引用计数算法
原理：
给对象中添加一个引用计数器，分如下三种情况：
- 当对象在一个地方被引用时，计数器值加1；
- 当引用时效时，计数器减1；
- 在任何时刻，计数器为0的对象就是没有被使用的对象，可以被回收；
缺点：
主流的JVM没有使用引用计数算法来管理内存，因为很难解决
对象之间相互循环引用的问题；
2.2 可达性分析算法
原理：
- 从一系列称为
GC Roots的对象作为起点，开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链；- 当一个对象到
GC Roots没有任何引用链相连时，就说明该对象是不可用的(可被回收的)；- 上图中的
object5、object6、object7虽然有被引用，但没有一条到GC Roots的引用链，所以是可回收的对象；
Java中可以作为 GC Roots 对象的有如下几种：
- 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象；
- 方法区中静态属性引用的对象；
- 方法区中静态常量的对象；
- 本地方法栈中Native方法引用的对象；
2.3 方法区的回收
方法区主要回收两部分内容：废弃常量、无用的类；
废弃常量：
类似回收Java堆中的对象；
回收 无用的类 需要 同时满足 3个条件：
- 该类所有的实例都已经被回收，即Java堆中不存在该类的任何实例；
- 加载该类的ClassLoader已经被回收；
- 该类对应的Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法；
三、垃圾收集算法
垃圾收集算法有4种：1.标记-清除算法；2.复制算法；3.标记-整理算法；4.分代收集算法
3.1 标记 - 清除算法
原理：
该算法分为
标记和清除两个阶段：首先标记处所有需要回收的对象，在标记之后统一回收所有被标记的对象；
缺点：
- 效率问题： 标记和清除两个过程效率都不高；
- 空间问题： 清除之后会产生大量不连续的内存碎片，当之后需要创建一个较大内存的对象时，会因为无法找到找到这么一块满足需求的内存区域而提前出发
GC操作；
3.2 复制算法 (解决“标记 - 清除算法”的效率问题)
原理：
将内存分为大小相等的两块(A、B)，每次只使用一块(A)，当一块(A)内存用完时，将(A)中还存活的对象复制到另一块内存(B)中，然后清除内存(A)，避免了内存回收之后的碎片化，
简单、高效；
缺点：
- 内存会缩小到原先的一半；
- 当内存中对象存活率较高时，要进行多次的复制操作，效率会降低；
3.3 标记 - 整理算法
原理：
和 “标记 - 清除算法” 类似，先标记需要清理的对象，然后将所有存活的对象都向一端移动，最后直接清理掉端边界以外的内存；
3.4 分代收集算法
目前JVM垃圾收集都采用“分代收集”；
原理：
将Java堆分为新生代和老年代，根据不同代的特点采用不同的垃圾收集算法；
- 新生代：大批量对象死亡，少量存活，使用
复制算法；- 老年代：对象存活率高，使用
标记 - 清除或标记 - 整理算法；
四、内存分配
说明：
上图是Java堆中的分代图：分为新生代、老年代、永久代；
新生代又分为：Eden区、Survivor from区、Survivor to区三部分；
问1： 新创建的对象，在哪里分配内存空间 ？
答： 多数情况下，对象的创建是在新生代Eden区中分配内存的；
问2： 为什么新生代需要两个Survivor区？
答： 避免存活对象复制时，碎片化的发生；
参考：《为什么新生代内存需要有两个Survivor区》
问3： 为什么新生代内存需要Eden区和Survivor区？
答： 延缓新生代中的对象进入年老代的速度(主要还是新生代内存和年老代内存GC策略不同)；从GC角度看，年老代GC对系统影响比新生代的大；
五、对象如何进入老年代
5.1 大对象直接进入老年代
由于新生代使用复制算法，为避免在Eden区和两个Survivor区之间发生大量的内存复制，因此当对象内存达到阀值后会直接进入老年代。
5.2 新生代对象年龄到一定程度后进入老年代
虚拟机给每个对象定义了一个Age的计数器，初始值为0，每经过一次GC并且存活，这个对象的Age就会加1，当增加到一定程度（默认为15），那么就会进入老年代中。
5.3 动态对象年龄判定
如果新生代Survivor区空间中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor区的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就会直接进入老年代。
六、参考
- 《深入理解Java虚拟机》
- 《为什么新生代内存需要有两个Survivor区》