一如何判断对象是垃圾对象

1.1 引用计数法 (Reference Counting)

在对象中添加一个引用计数器，当有其他地方引用这个对象的时候，引用计数器就加1，当引用失效的时候就-1. 当垃圾回收器检查到引用为0，就会认为是垃圾对象，进行回收。

但是有一个问题，比如对象之间循环引用，诸如A，B两个对象，都有一个属性instance, 假设A.instance = B，B.instance=A。他们互相引用着对方，导致对方引用计数器都不为0。

所以JVM一般都不使用这种方法，因为难以解决对象之间相互循环引用问题。

1.2 可达性分析法 (ReachabilityAnalysis)

通过一系列GC Roots对象作为起点，这些节点开始向下搜索，搜索走过的路径叫做引用链(Reference Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连接，则证明此对象是不可用的。

对于可达性分析，我们知道GC Roots是很重要的，那么有哪些对象可以作为GC Roots呢？

# 虚拟机栈中引用的对象

# 方法区中静态类属性引用的对象

# 方法区中常量池引用的对象

# 本地方法栈中JNI引用的对象

如下面2图所示：

第一幅图中，除了object4 没有到任何GC Roots的引用链相连接，其余的都有，所以可以认为object4 是不可用的

第二幅图中因为object1到GC Roots的引用链没了，所以object1下面的引用链上对象都不可用，因为都没引用链连接到对应的GC Roots

二垃圾回收算法（回收策略）

2.1 标记-清除算法(Mark-Sweep)

标记出需要回收的对象，如何标记呢，就是通过可达性分析法，然后有一个清除线程来将标记的对象清除掉。

# 效率问题：标记清除效率都不高

# 空间问题: 内存碎片问题

标记清除之后，会产生大量不连续的没存碎片，空间碎片太多可能会导致以后程序要分配较大的对象时，无法找到足够的连续内存，而不得不提前触发一次新的垃圾收集动作。

2.2 复制算法(Copying)

虚拟机将内存容量划分为大小相等的2块，每一次只使用其中一块。当其中一块用完了，就将存活的对象复制到另一块上去，然后已使用这块内存清理。

优点：

效率高，解决了内存碎片问题

缺点：

浪费内存；对象存活率较高的时候，会进行较多的复制操作，效率将变得低下

所以其特点也决定，只适合在新生代区域使用，不适合老年代，因为老年代的对象生命周期都比较长，所以如果出现极端情况，100%的存活率，就容易发生Full GC

2.3 标记-整理算法(Mark-Compact)

我们知道，老年代不适合使用复制算法，所以根据老年代的特点，提出了标记整理算法。

# 先进行标记

# 标记完了之后，不是直接进行清理，而是让所有存活的对象都往一段移动

# 移动完了之后，直接从边界处清理掉不可用对象

优点

解决了标记-清除算法中的碎片问题；也解决了复制算法中内存浪费问题

缺点：效率不高

所以不适合频繁进行GC的场景，而老年代GC的发生次数比较少，所以适合老年代

2.4 分代收集算法(GenerationalCollection)

根据对象对象不同的存活周期，将堆内存划分成新生代和老年代。

针对不同的年龄代使用不同的垃圾收集算法。

比如新生代，经常有大量对象死去，只有少量存活可以使用复制算法，而老年代因为存活率较高，所以一般使用标记清理或者标记整理算法。

三垃圾收集器

3.1 Serial收集器

JDK1.3 之前使用的垃圾收集器，它是单线程的。但是这个单线程必须暂停所有的工作线程，然后再进行垃圾回收，直到它收集结束。

很明显，这种垃圾回收方式是令人难以接受的。

开启方式：-XX:+UseSerialGC

3.2 ParNew收集器

ParNew除了是多线程进行垃圾回收以外，其余的特点和Serial几乎是一样的。可以认为是Serial的多线程版本。

Serial 和 ParNew比较

相同点：

# 暂停所有工作线程，然后进行垃圾回收

# 采用复制算法，对新生代进行垃圾回收

不同点：

# Serial是单线程；ParNew是多线程

开启方式：-XX:+UseParNewGC

3.3 ParallelScavenge 收集器

Parallel也是一个新生代采用复制算法的收集器，而且也是多线程收集器，感觉和ParNew差不多。

ParNew 和 Parallel 收集器比较

相同点：

# 采用复制算法，对新生代进行垃圾回收

# 使用多线程进行垃圾回收

不同点：

关注点不一样，CMS，ParNew等收集器关注的是尽可能缩短垃圾收集时用户线程的停顿时间；而Parallel 收集器目标是达到一个可控制的吞吐量。

什么是吞吐量?

吞吐量 = (运行用户代码时间) / (运行用户代码时间 + 垃圾收集时间)

如果虚拟机总共运行了100分钟，而垃圾收集花了1分钟，那么吞吐量就是99%。

Parallel提供了2个参数用于精确控制吞吐量

-XX:MaxGCPauseMills: 垃圾收集器最大停顿时间(毫秒)

-XX:GCTimeRatio: 吞吐量大小（值应该大于0且小于100）

开启Parallel和Parallel Old收集器的方式：

-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC

3.4CMS收集器

CMS是Concurrent Mark Sweep，即并发标记删除，而不是内容管理系统的缩写。在这个过程中，部分阶段所有线程暂停，部分阶段会和应用线程一起并发执行

工作过程

# 初始标记 (CMS initial mark)

会暂停整个虚拟机，然后标记所有的跟对象(GCRoots),但是GC Roots一般都很少，所以这个过程很快。

# 并发标记 (CMS concurrent mark )

虚拟机会从根节点开始，将所有引用到的对象都打上标记，而且这个阶段是和应用线程一起并发执行

# 重新标记 (CMS remark)

会暂停整个虚拟机。由于之前是并发执行，那么一边标记，一边可能会有一些新的更新，比如之前是有引用的对象，现在没有引用了，所以需要重新标记

# 并发清除 (CMS concurrent sweep)

将没有标记的对象作为垃圾回收掉，这个阶段也是和应用线程一起工作的。

优点

并发收集，低停顿

缺点

# 占用的CPU资源更多

# 无法处理浮动垃圾（Floating Garbage），可能出现Concurrent Model Failure

# 由于是基于标记清除算法，所以存在内存碎片问题

为什么存在无法处理浮动垃圾（FloatingGarbage），可能出现ConcurrentModel Failure而导致另一次的Full GC产生的原因分析？

浮动垃圾：CMS并发清理阶段，用户线程还在继续运行，就有垃圾不断产生，由于出现在了重新标记之后，CMS无法再次收集处理掉，只能留到下一次GC时再来清理。这就是浮动垃圾。

垃圾收集阶段，用户线程还要继续运行，那也就需要预留有足够的内存空间给用户线程使用，因此CMS不像其他的收集器，等待老年代都填满了才再进行收集。

如果老年代不是增长的很快，那么可以适当提高参数：

-XX:CMSInitiatingOccupancyFractiont,以提升触发的百分比

JDK1.6 中，CMS收集器启动阀值时92%，要是CMS运行期间预留的内存无法满足程序需要就会出现Concurrent Model Failure失败，这时候虚拟机启动预备方案：临时启用Serial Old对老年代进行收集，这样停顿时间就长了。

所以说参数-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction设置太高容易导致Concurrent Model Failure失败，性能反而降低了。

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一如何判断对象是垃圾对象

1.1 引用计数法 (Reference Counting)

1.2 可达性分析法 (ReachabilityAnalysis)

二垃圾回收算法（回收策略）

2.1 标记-清除算法(Mark-Sweep)

2.2 复制算法(Copying)

2.3 标记-整理算法(Mark-Compact)

2.4 分代收集算法(GenerationalCollection)

三垃圾收集器

3.1 Serial收集器

3.2 ParNew收集器

3.3 ParallelScavenge 收集器

3.4CMS收集器

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2.2 复制算法(Copying)

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