垃圾收集器

书到用时方恨少，事非经过不知难！本文参考《深入理解JVM》周至明著。由于写作水平和写作时间有限，本中存在不妥之处，还请大家多多留言。

判定对象死亡

引用计数算法

思想：创建对象时并给其添加一个引用计数器，当某一地方引用它时，计数器值+1，当引用失效时，计数器值-1；任何计数器为0的对象就不可能再被使用。

缺点：难解决对象之间相互循环引用的问题。

可达性分析算法（主流商用语言：Java,C#等）

思想：通过一系列 “GC Roots” 对象作为起始点，从这些节点向下搜索，搜索经过的路径称为引用链（Reference Chain），当某一个对象到 GC Roots 没有任何引用链连接时，则证明对象不可能再被引用。

Java语言中，GC Roots的对象

虚拟机栈中引用对象。
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（一般指Native方法）引用的对象

垃圾收集算法
标记-清除算法（Mark-Sweep）

过程：分为2个阶段，标记和清除。首先标记处所有需要清理的对象，标记完成之后，统一回收被标记的所有对象。

不足：

效率：标记和清除效率都不高。
空间问题：标记清除完之后，可能产生大量的不连续内存碎片，会导致分配内存较大对象，无法找到连续空间内存，从而提前触发一次垃圾收集。

工作如下图所示

复制算法

基本思想：将可用内存按容量分为大小相等2块（用A、B代指），每次先使用A，当A使用完了，就A现存活对象复制到B中，然后一次将A的内存空间清空。

优点：不考虑内存碎片等复杂情况。

缺点：将内存缩小为原来一半。

工作如下图所示：

标记-整理算法

基本思想：先标记完所有可回收对象，然后让存活对象向一端移动，最后清理掉剩下的内存。

“标记-整理算法”如下图所示：

分代收集算法

当前商业虚拟机垃圾收集都采用“分代收集”（Generational Collection）算法，根据对象存活周期不同划分为几块；一般将其分为新生代和老年代。

新生代特点：每次垃圾收集时都有大批对象死去，只要少量存活。（采用复制算法）

老年代特点：对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就采用“标记-清理”或“标记-整理”算法来进行回收。

分配担保机制：某一空间内存（譬如：新生代）不够时，需要依赖另一空间（譬如：老年代）进行担保。如生活中去银行借款，需要一个担保人一样。

HotSpot的算法实现

在安全点/安全域中使用OopMap结构完成根节点枚举。

枚举根节点

在HotSpot 实现根节点枚举时，遇到2个问题：1、数据一致性：在判定对象过程中必须保证对象引用关系不变。2、消耗时间多：逐个检查引用。

解决办法：通过使用一组称为OopMap的数据结构，在类加载、编译过程中确定偏移量及对应的数据类型，在特定位置记录栈和寄存器中哪些位置是引用。

安全点

一般在方法调用、循环跳转、异常跳转等“长时间执行”的地方，才会产生安全点（Safepoint）。即指上面提到的“特定位置”。

安全域

在一段代码中，引用关系不会发生变化。