2、垃圾回收的常见算法
自动化的管理内存资源，垃圾回收机制必须要有一套算法来进行计算，哪些是有效的对 象，哪些是无效的对象，对于无效的对象就要进行回收处理。
常见的垃圾回收算法有：引用计数法、标记清除法、标记压缩法、复制算法、分代算法 等。
2.1、引用计数法
引用计数是历史最悠久的一种算法，最早George E. Collins在1960的时候首次提出，50年后的今天，该算法依然被很多编程语言使用。
2.1.1、原理
假设有一个对象A，任何一个对象对A的引用，那么对象A的引用计数器+1，当引用失败时，对象A的引用计数器就-1，如果对象A的计数器的值为0，就说明对象A没有引用了， 可以被回收。
2.1.2、优缺点
优点：
- 实时性较高，无需等到内存不够的时候，才开始回收，运行时根据对象的计数器是否 为0，就可以直接回收。
- 在垃圾回收过程中，应用无需挂起。如果申请内存时，内存不足，则立刻报outofmember 错误。
- 区域性，更新对象的计数器时，只是影响到该对象，不会扫描全部对象。
缺点：
- 每次对象被引用时，都需要去更新计数器，有一点时间开销。
- 浪费CPU资源，即使内存够用，仍然在运行时进行计数器的统计。
- 无法解决循环引用问题。（最大的缺点）
什么是循环引用？
虽然a和b都为null，但是由于a和b存在循环引用，这样a和b永远都不会被回收。
2.2、标记清除法
标记清除算法，是将垃圾回收分为2个阶段，分别是标记和清除。
- 标记：从根节点开始标记引用的对象。
- 清除：未被标记引用的对象就是垃圾对象，可以被清理。
2.2.1、原理
这张图代表的是程序运行期间所有对象的状态，它们的标志位全部是0（也就是未标记， 以下默认0就是未标记，1为已标记），假设这会儿有效内存空间耗尽了，JVM将会停止应用程序的运行并开启GC线程，然后开始进行标记工作，按照根搜索算法，标记完以后， 对象的状态如下图。
可以看到，按照根搜索算法，所有从root对象可达的对象就被标记为了存活的对象，此时已经完成了第一阶段标记。接下来，就要执行第二阶段清除了，那么清除完以后，剩下的对象以及对象的状态如下图所示。
可以看到，没有被标记的对象将会回收清除掉，而被标记的对象将会留下，并且会将标记位重新归0。接下来就不用说了，唤醒停止的程序线程，让程序继续运行即可。
2.2.2、优缺点
可以看到，标记清除算法解决了引用计数算法中的循环引用的问题，没有从root节点引用的对象都会被回收。
同样，标记清除算法也是有缺点的：
- 效率较低，标记和清除两个动作都需要遍历所有的对象，并且在GC时，需要停止应用程序，对于交互性要求比较高的应用而言这个体验是非常差的。
- 通过标记清除算法清理出来的内存，碎片化较为严重，因为被回收的对象可能存在于内存的各个角落，所以清理出来的内存是不连贯的。
2.3、标记压缩算法
标记压缩算法是在标记清除算法的基础之上，做了优化改进的算法。和标记清除算法一 样，也是从根节点开始，对对象的引用进行标记，在清理阶段，并不是简单的清理未标 记的对象，而是将存活的对象压缩到内存的一端，然后清理边界以外的垃圾，从而解决 了碎片化的问题。
2.3.1、原理
2.3.2、优缺点
优缺点同标记清除算法，解决了标记清除算法的碎片化的问题，同时，标记压缩算法多了一步，对象移动内存位置的步骤，其效率也有有一定的影响。
2.4、复制算法
复制算法的核心就是，将原有的内存空间一分为二，每次只用其中的一块，在垃圾回收时，将正在使用的对象复制到另一个内存空间中，然后将该内存空间清空，交换两个内存的角色，完成垃圾的回收。
如果内存中的垃圾对象较多，需要复制的对象就较少，这种情况下适合使用该方式并且效率比较高，反之，则不适合。
2.4.1、JVM中年轻代内存空间
- 在GC开始的时候，对象只会存在于Eden区和名为“From”的Survivor区，Survivor 区“To”是空的。
- 紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到“To”，而在“From”区中，仍 存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向。年龄达到一定值(年龄阈值，可以通过- XX:MaxTenuringThreshold来设置)的对象会被移动到年老代中，没有达到阈值的对象会被复制到“To”区域。
- 经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空。这个时候，“From”和“To”会交换他们的角色，也就是新的“To”就是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前 的“To”。不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。
- GC会一直重复这样的过程，直到“To”区被填满，“To”区被填满之后，会将所有对象 移动到年老代中。
2.4.2、优缺点
优点：
- 在垃圾对象多的情况下，效率较高
- 清理后，内存无碎片
缺点：
- 在垃圾对象少的情况下，不适用，如：老年代内存
- 分配的2块内存空间，在同一个时刻，只能使用一半，内存使用率较低
2.5、分代算法
前面介绍了多种回收算法，每一种算法都有自己的优点也有缺点，谁都不能替代谁，所 以根据垃圾回收对象的特点进行选择，才是明智的选择。
分代算法其实就是这样的，根据回收对象的特点进行选择，在jvm中，年轻代适合使用复制算法，老年代适合使用标记清除或标记压缩算法。
