一：垃圾回收机制的意义

java  语言中一个显著的特点就是引入了java回收机制，是c++程序员最头疼的内存管理的问题迎刃而解，它使得java程序员在编写程序的时候不在考虑内存管理。由于有个垃圾回收机制，java中的额对象不在有“作用域”的概念，只有对象的引用才有“作用域”。垃圾回收可以有效的防止内存泄露，有效的使用空闲的内存；

说到这，不得不提起内存泄漏（memory leak）和内存溢出（out of memory）

内存泄漏：是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄漏似乎不会有大的影响，但内存泄漏堆积后的后果就是内存溢出。

内存溢出：指程序申请内存时，没有足够的内存供申请者使用，或者说，给了你一块存储int类型数据的存储空间，但是你却存储long类型的数据，那么结果就是内存不够用，此时就会报错OOM,即所谓的内存溢出。 

通俗的说就是停车场（堆）保安（gc）让很久不用的废弃车子(无用的对象)从车位上挪走，但是这个车子又没办法挪走。这就是内存泄漏。停车场所有的车位都有车子占用了，再来车子没地了，或者说给你一个小汽车的停车位（int），你非要停一辆高铁(Long)，这就是内存溢出。

内存泄露量大到一定程度会导致内存溢出。但是内存溢出不一定是内存泄露引起的。

将图南

Java的垃圾回收机制

垃圾收集GC（Garbage Collection）是Java语言的核心技术之一， 在Java中，程序员不需要去关心内存动态分配和垃圾回收的问题，这一切都交给了JVM来处理。针对GC我们这篇文章提出以下几个问题，GC中判定为垃圾的标准，标记垃圾的算法以及回收垃圾的算法。

什么样的对象才是垃圾？

这个问题其实很简单，对于Java对象来讲，如果说这个对象没有被其他对象所引用该对象就是无用的，此对象就被称为垃圾，其占用的内存也就要被销毁。那么自然而然的就引出了我们的第二个问题，判断对象为垃圾的算法都有哪些？

标记垃圾的算法

Java中标记垃圾的算法主要有两种， 引用计数法和可达性分析算法。我们首先来介绍引用计数法。

引用计数法

引用计数法就是给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器就加 1；当引用失效，计数器就减 1；任何时候计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的，可以当做垃圾收集。这种方法实现起来很简单而且优缺点都很明显。

• 优点 执行效率高，程序执行受影响较小

• 缺点 无法检测出循环引用的情况，导致内存泄露

优点我们很好理解，那么什么是循环引用呢？我们举一个简单的例子。

public class MyObject {
    public MyObject childNode;
}

public class ReferenceCounterProblem {
    public static void main(String[] args) {
        MyObject object1 = new MyObject();
        MyObject object2 = new MyObject();
        object1.childNode = object2;
        object2.childNode = object1;
    }
}

从上述代码中我们可以看出，object1和object2并没有任何价值，但是他们循环引用，造成内存泄露。

可达性分析算法

这个算法的基本思想就是通过一系列的称为 “GC Roots” 的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，节点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的话，则证明此对象是不可用的。

那么什么对象可以作为GCRoot？

• 虚拟机栈中的引用对象

• 方法区中的常量引用对象

• 方法区中的类静态属性引用对象

• 本地方法栈中的引用对象

• 活跃线程中的引用对象

可达性分析算法如下图所示

那么不可达的对象是否是必死之局呢？答案也是否定的

在可达性分析法中不可达的对象，它们暂时处于“缓刑阶段”，要真正宣告一个对象死亡，至少要经历两次标记过程；可达性分析法中不可达的对象被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行 finalize 方法。当对象没有覆盖 finalize 方法，或 finalize 方法已经被虚拟机调用过时，虚拟机将这两种情况视为没有必要执行。被判定为需要执行的对象将会被放在一个队列中进行第二次标记，除非这个对象与引用链上的任何一个对象建立关联，否则就会被真的回收。

如何将垃圾回收？

在Java中存在着四种垃圾回收算法，标记清除算法、复制算法、标记整理算法以及分代回收算法。我们接下来会分别介绍他们。

标记清除算法

该算法分为“标记”和“清除”两个阶段：标记阶段的任务是标记出所有需要被回收的对象，清除阶段就是回收被标记的对象所占用的空间。它是最基础的收集算法，效率也很高，但是会带来两个明显的问题：

• 效率问题

• 空间问题（标记清除后会产生大量不连续的碎片）

该算法具体流程如下图所示

复制算法

为了解决效率问题，我们开发出了复制算法。它可以将内存分为大小相同的两块，每次使用其中的一块。当第一块的内存使用完后，就将还存活的对象复制到另一块去，然后再把使用的空间一次清理掉。这样就使每次的内存回收都是对内存区间的一半进行回收。

简单来说就是该对象分为对象面以及空闲面，对象在对象面上创建，对象面上存活的对象会被复制到空闲面，接下来就可以清除对象面的内存。

这种算法的优缺点也比较明显

• 优点：解决碎片化问题，顺序分配内存简单高效

• 缺点：只适用于存活率低的场景，如果极端情况下如果对象面上的对象全部存活，就要浪费一半的存储空间。

标记整理算法

为了解决复制算法的缺陷，充分利用内存空间，提出了标记整理算法。该算法标记阶段和标记清除一样，但是在完成标记之后，它不是直接清理可回收对象，而是将存活对象都向一端移动，然后清理掉端边界以外的内存。 如下图所示：

分代收集算法

当前虚拟机的垃圾收集都采用分代收集算法，这种算法就是根据具体的情况选择具体的垃圾回收算法。一般将 java 堆分为新生代和老年代，这样我们就可以根据各个年代的特点选择合适的垃圾收集算法。

比如在新生代中，每次收集都会有大量对象死去，所以可以选择复制算法，只需要付出少量对象的复制成本就可以完成每次垃圾收集。而老年代的对象存活几率是比较高的，而且没有额外的空间对它进行分配担保，所以我们必须选择“标记-清除”或“标记-整理”算法进行垃圾收集。

java 的垃圾回收机制： 1.垃圾回收是由虚拟机自动执行，不能人为地干预。

2.系统比较空闲（垃圾回收线程） 3.对象不在被引用.对象处于引用的隔离岛状态（隔离引用），对象具备了回收的条件 4.gc()方法，可以建议虚拟机执行垃圾回收，但是不能确定是否会执行回收。

java 的垃圾回收机制： 1.垃圾回收是由虚拟机自动执行，不能人为地干预。

2.系统比较空闲（垃圾回收线程） 3.对象不在被引用.对象处于引用的隔离岛状态（隔离引用），对象具备了回收的条件 4.gc()方法，可以建议虚拟机执行垃圾回收，但是不能确定是否会执行回收。

java 的垃圾回收机制： 

1.垃圾回收是由虚拟机自动执行，不能人为地干预。

2.系统比较空闲（垃圾回收线程） 3.对象不在被引用.对象处于引用的隔离岛状态（隔离引用），对象具备了回收的条件 4.gc()方法，可以建议虚拟机执行垃圾回收，但是不能确定是否会执行回收。

在一般的Java程序中，见到最多的就是强引用（strong reference）。如Date date = new Date()，date就是一个对象的强引用。对象的强引用可以在程序中到处传递。很多情况下，会同时有多个引用指向同一个对象。强引用的存在限制了对象在内存中的存活时间。假如对象A中包含了一个对象B的强引用，那么一般情况下，对象B的存活时间就不会短于对象A。如果对象A没有显式的把对象B的引用设为null的话，就只有当对象A被垃圾回收之后，对象B才不再有引用指向它，才可能获得被垃圾回收的机会。

除了强引用之外，java.lang.ref包中提供了对一个对象的不同的引用方式。JVM的垃圾回收器对于不同类型的引用有不同的处理方式。

软引用

软引用（soft reference）在强度上弱于强引用，通过类SoftReference来表示。它的作用是告诉垃圾回收器，程序中的哪些对象是不那么重要，当内存不足的时候是可以被暂时回收的。当JVM中的内存不足的时候，垃圾回收器会释放那些只被软引用所指向的对象。如果全部释放完这些对象之后，内存还不足，才会抛出OutOfMemory错误。软引用非常适合于创建缓存。当系统内存不足的时候，缓存中的内容是可以被释放的。比如考虑一个图像编辑器的程序。该程序会把图像文件的全部内容都读取到内存中，以方便进行处理。而用户也可以同时打开多个文件。当同时打开的文件过多的时候，就可能造成内存不足。如果使用软引用来指向图像文件内容的话，垃圾回收器就可以在必要的时候回收掉这些内存。

垃圾收集GC（Garbage Collection）是Java语言的核心技术之一， 在Java中，程序员不需要去关心内存动态分配和垃圾回收的问题，这一切都交给了JVM来处理。