垃圾回收
Java垃圾回收机制
垃圾回收（Garbage Collection，GC），顾名思义就是释放垃圾占用的空间，防止内存爆掉。有效的使用可以使用的内存，对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清除和回收。
有了垃圾回收机制后，程序员只需要关心内存的申请即可，内存的释放由系统自动识别完成。
在进行垃圾回收时，不同的对象引用类型，GC会采用不同的回收时机
换句话说，自动的垃圾回收的算法就会变得非常重要了，如果因为算法的不合理，导致内存资源一直没有释放，同样也可能会导致内存溢出的。
垃圾判断算法
简单一句就是：如果一个或多个对象没有任何的引用指向它了，那么这个对象现在就是垃圾，如果定位了垃圾，则有可能会被垃圾回收器回收。
如果要定位什么是垃圾，有两种方式来确定，第一个是引用计数法，第二个是可达性分析算法
1.引用计数法
一个对象被引用了一次，在当前的对象头上递增一次引用次数，如果这个对象的引用次数为0，代表这个对象可回收
String demo = new String("123");
String demo = null;
当对象间出现了循环引用的话，则引用计数法就会失效
先执行右侧代码的前4行代码
目前上方的引用关系和计数都是没问题的，但是，如果代码继续往下执行，如下图
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。
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OOM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，会引发内存泄露。（最大的缺点）
2.可达性分析算法
现在的虚拟机采用的都是通过可达性分析算法来确定哪些内容是垃圾。
会存在一个根节点【GC Roots】，引出它下面指向的下一个节点，再以下一个节点节点开始找出它下面的节点，依次往下类推。直到所有的节点全部遍历完毕。
根对象是那些肯定不能当做垃圾回收的对象，就可以当做根对象
局部变量，静态方法，静态变量，类信息
核心是：判断某对象是否与根对象有直接或间接的引用，如果没有被引用，则可以当做垃圾回收
对象真正死亡
X,Y这两个节点是可回收的，但是并不会马上的被回收！！ 对象中存在一个方法【finalize】。
①、如果对象在进行可达性分析后发现 GC Roots 不可达，将会进行第一次标记；
②、随后进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行 finalized() 方法。
如果对象没有覆盖 finalized() 方法，或者 finalized() 已经被虚拟机调用过，这两种情况都会视为没有必要执行。
如果判定结果是有必要执行，此时对象会被放入名为 F-Queue 的队列，等待 Finalizer 线程执行其 finalized() 方法。
在这个过程中，收集器会进行第二次小规模的标记，如果对象在 finalized() 方法中重新将自己与引用链上的任何一个对象进行了关联，如将自己this 关键字赋值给某个类变量或者对象的成员变量，此时它就实现了自我拯救，则第二次标记会将其移除 “即将回收” 的集合，否则该对象就将被真正回收，走向死亡。
GC Roots可以是哪些
GC ROOTS：
虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
/**
* demo是栈帧中的本地变量，当 demo = null 时，由于此时 demo 充当了 GC Root 的作用，demo与原来指向的实例 new Demo() 断开了连接，对象被回收。
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Demo demo = new Demo();
demo = null;
}
}方法区中类静态属性引用的对象
/**
* 当栈帧中的本地变量 b = null 时，由于 b 原来指向的对象与 GC Root (变量 b) 断开了连接，所以 b 原来指向的对象会被回收，而由于我们给 a 赋值了变量的引用，a在此时是类静态属性引用，充当了 GC Root 的作用，它指向的对象依然存活!
*/
public class Demo {
public static Demo a;
public static void main(String[] args) {
Demo b = new Demo();
b.a = new Demo();
b = null;
}
}方法区中常量引用的对象
/**
* 常量 a 指向的对象并不会因为 demo 指向的对象被回收而回收
*/
public class Demo {
public static final Demo a = new Demo();
public static void main(String[] args) {
Demo demo = new Demo();
demo = null;
}
}本地方法栈中 JNI（即一般说的 Native 方法）引用的对象
JVM 垃圾回收算法
1.标记清除算法
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。
1.根据可达性分析算法得出的垃圾进行标记
2.对这些标记为可回收的内容进行垃圾回收
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。
（重要）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.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。
将内存区域分成两部分，每次操作其中一个。
当进行垃圾回收时，将正在使用的内存区域中的存活对象移动到未使用的内存区域。当移动完对这部分内存区域一次性清除。
周而复始。
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：
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
3.标记压缩算法
其算法可以看作三步： 标记垃圾对象 ＋ 清除垃圾对象 ＋ 内存碎片整理
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，并不是简单的直接清理可回收对象，而是将存活对象都向内存另一端移动，然后清理边界以外的垃圾，从而解决了碎片化的问题。
标记垃圾。
需要清除向右边走，不需要清除的向左边走。
清除边界以外的垃圾。
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。
与复制算法对比：复制算法标记完就复制，但标记整理算法得等把所有存活对象都标记完毕，再进行整理
垃圾收集算法
分代收集算法
在java8时，堆被分为了两份：新生代和老年代【1：2】，在java7时，还存在一个堆中存在的永久代（java8后挪到了本地内存的元空间）。
对于新生代，内部又被分为了三个区域。Eden区，S0区，S1区【8：1：1】
当对新生代产生GC：MinorGC【young GC】
当对老年代代产生GC：Major GC
当对新生代和老年代产生FullGC： 新生代 + 老年代完整垃圾回收，暂停时间长，应尽力避免
工作机制
新创建的对象，都会先分配到eden区
当伊甸园内存不足，标记伊甸园与 from（现阶段没有）的存活对象
将存活对象采用复制算法复制到 to 中，复制完毕后，伊甸园和 from 内存都得到释放
经过一段时间后伊甸园的内存又出现不足，标记eden区域to区存活的对象，将存活的对象复制到from区
当幸存区对象熬过几次回收（最多15次），晋升到老年代（幸存区内存不足或大对象会导致提前晋升）
