在java的对象中，大部分的java对象只存活一小段时间，二存活下来的java对象会存活很长一段时间。基于这种情况，java虚拟机中有了分代回收的思想，简单来说就是把堆空间划分成两代，新生代和老年代。新生代用来存放新建的对象，如果对象存活的时间足够长，就把他移动到老年代。
java虚拟机针对不同代使用不同的回收算法那。对于新生代，一位大部分对象值存活一小段时间，所以采用频繁采用消耗时间较短的垃圾回收算法。
java虚拟机堆的划分
java虚拟机把堆划分成新生代和老年代。新生代有划分为Eden区，和两个大小相同的Survivor区域，其中一个survivor区域是空的，默认情况下，根据生成对象的速度和survivor区域使用情况动态调整Eden区域和survivor区域的比例。
使用new新建对象的时候，会在Eden区域划分出一块作为存储对象的内存，由于堆空间是线程共享的，所以划分空间的操作时需要进行同步的。当Eden区域的空间用完了，java虚拟机会触发一次Mirror GC，来收集新生代的垃圾，存活下来的对象，会被送到Survivor区域。新生代有连个Survivor区域，用from和to指针来指代，from指向的Survivor区域的存货对象复制到to指针指向的Survivor区域，然后交换from和to指针，保证to指针指向的区域是空的。
垃圾收集器的原理和基本概念
垃圾回收就是把已经分配出去的，不再使用的内存回收回来，方便下一次分配。在java虚拟机里面，垃圾指的是已经死亡的对象所占用的堆空间。
自动垃圾收集的前提是清楚哪些内存是可以被释放的。
主要考虑两方面：一、最重要的部分是对象实例，都是存储在堆上面的；另一个是方法区中的元数据等信息，例如类型不再使用，卸载这个java类就很合理了。
对于对象实例的收集，主要是两种算法，引用计数和可达性分析。
- 引用计数算法，就是给对象添加一个引用计数，用来记录对象被引用的情况，如果计数为0，说明这个对象是可以被回收的。java没有选择引用计数算法，因为引用计数法没法处理几个对象循环引用的情况。
- 另一种是可达性分析法，通常采用这种方法。简单来说就是，把对象和它的引用关系看成一个图，选定活动的对象作为GC Roots，然后跟踪引用链条，如果一个对象和GC Roots之间不可达，就是不存在引用关系，就认为这个对象可以被回收。什么是GC Roots？ 比如虚拟机栈，本地方法栈当中正在引用的对象，静态属性引用的对象和常量，已经加载类的静态变量，已经启动还没有停止的java线程。
- 优点：可达性分析可以解决引用计数法无法解决的循环引用问题。比如，对象a和对象b之间相互引用，但是只要从GC Roots触发无法到达a或者b，那么可达性分析就可以成功地判断出a和b都是可以回收的对象。
- 缺点：在多线程的时候其他线程可能会更改已经访问过的对象中的引用，本来被引用的对象可能被设置成未被引用，正在被引用的对象内存会被垃圾回收器回收，这可能会造成java虚拟机崩溃。 解决这个问题，可以采用一种简单粗暴的方式，就是stop-the-world，停止不是垃圾回收的线程，直到完成垃圾回收。 java虚拟机中的stop-the-world是通过安全点safepoint机制实现的。当java虚拟机收到stoptheworld请求，会等所有的线程都到达安全点之后，才允许请求stoptheworld的线程进行独占的工作。
常见的垃圾收集算法，主要分为三类：
- 复制（Copying）算法，把内存区域分为两部分，分别用from指针和to指针来维护，并且只用from指针指向的内存区域，当发生垃圾回收的时候，把活着的对象复制到to区域，拷贝的过程中把对象按顺序放，可以避免内存碎片化。 缺点是：要复制，就要提前预留内存空间，有一定的浪费。对于G1这样的GC，需要分拆成大量的region，意味着GC需要维护各个region之间对象的引用关系，这会造成内存上的开销。
- 标记-清除算法（Mark-Sweep），首先进行标记工作，标记处所有需要清楚的对象，然后进行清除。具体做法：把死亡对象所占用的内存标记为空闲内存，并记录在一个空闲列表（free list）中，当需要新建对象的时候，内存管理模块就会从该空闲列表中寻找空闲内存，并划分给新建的对象。
- 缺点：一个是这样会导致碎片化问题，不适合比较大的堆，由于java的对象必须是连续分布的，极端情况下，可能会出现内存的总的空间足够，但是无法分配，因为都是碎片化的空闲内存 另一个是分配的效率低，如果是一个连续的内存，我们可以通过指针做加法来分配内存。而对于空闲列表，java虚拟机需要逐个访问列表中的项，来查找能够放入新建对象的空闲内存。
- 标记-整理（Mark-Compact）算法，未来避免碎片化问题，他会子啊清理的过程中把对象移动，确保移动后的对象占用连续的内存空间。
垃圾收集过程的理解
java应用不断地创建对象，通常是分配在Eden区域，当他的空间利用达到一定阈值的时候会触发minor GC，仍然被引用的对象存活下来，被复制到JVM的survior区域，没有被引用的对象被回收。
Mirror是只针对新生代，Eden区域和非空的Survivor区域的存活对象会被复制到空的Survivor区域，当Survivor区域的存活对象复制超过一定次数的时候，就会被晋升到老年代。