java 垃圾回收機制以及經典垃圾回收器詳解
判斷對象存活方法
引用計數法：在對象中添加一個引用計數子，每當一個地方引用他時，計數器就加一，當引用失效時，計數器就減一。
會有對象循環引用問題：
objA.instance = objB objB.instance = objA
objA 有objB 的引用 objB 有 objA 的引用，他們相互引用著對方。導致他們無法回收。
可達性分析：
從GC Roots 根對象作為起點，根據引用關系向下搜索，如果對象可達，就說明對象存活，如果對象不可達，就說明對象可以被回收。
GC Roots的根對象為：
1)在虛擬機棧 棧幀中的 本地變量表 中引用的對象
2）方法區靜態屬性引用的對象
3）方法區常量引用 的對象，如字符串常量池中的引用
4）本地方法棧中JNI引用的對象
5）虛擬機內部引用的對象，如基本數據類型對應的Class對象，一些常駐的異常對象等，還有系統類加載器
6）被同步鎖持有的對象
等
收集線程和用戶線程在並發可達性分析
並發 的可達性分析，由於用戶線程會即時修改對象的引用關系， 可能會造成兩種異常：
1）原本消亡的對象錯誤標記為存活，這個可以接受，就造成浮動垃圾，下一次收集即可。
2）原本存活的對象 標記為 消失。
三色法分析圖：
黑色：已經掃描過的對象
灰色：已經訪問過，但還有一個引用沒有被掃描
白色：為被訪問過，若到最後還是白色，說明此對象是需要回收的。
黑色誤標記為白色有兩個條件
1）復制器插入一條或多條從黑色對象到白色對象的新引用
2）復制器刪除瞭全部從灰色對象到該白色對象的直接或間接的引用
解決方法：
1）增量更新，破壞條件1，把黑色對象對白色對象的新增引用記錄下來，等並發掃描結束後，再以這些對象出發重新掃描。
2）原始快照（SATB），破解條件2，當灰色對象要刪除對白色對象的引用關系時，記錄下來。並發結束後再以記錄節點開始重新掃描。
分代收集
堆：
新生代（1/3） 老年代（2/3）
新生代 分為 Eden/From/To
新生代存放：比較小，時長比較小
老年代：比較大 存放時長比較大
輕GC
重GC(full GC) -> STW(停止事件)，fallGc特別費資源
Eden -> from <-> To -> old
對象在from和to循環15（默認）次之後，會放到老年代
垃圾收集算法
標記-清除 算法：
算法分為標記 和 清除兩個階段，首先標記出所需要回收的對象，標記完成之後，統一回收所標記的對象。
優點：最基礎的算法，實現簡單
缺點：1）執行效率不穩定，對象越多，效率越低
2）內存碎片化，需要分配大對象時可能無足夠連續的空間。
代表垃圾收集器：
標記復制算法（復制算法）：
把內存分為大小相等的兩塊，每次隻使用其中一款，當一塊快用完時，它將存活的對象復制到另一塊上。
優點：能產生連續的空間
缺點：耗內存，對象存活率較高時，效率會降低（不適合老年代）。
代表垃圾收集器： 很多新生代的回收，都用這種算法。
標記整理 算法
首先標記出所需要的對象，標記完成後，對存活對象移動到內存的一段，然後清除邊界外的對象。
優點：有連續的內存空間;系統吞吐量（用戶線程和收集器的效率總和）會提高。
缺點：整理內存耗時會比較大，會造成 “Stop The World”;
代表垃圾收集器：Parallel Scavenge收集器
CMS中主要用標記清除算法，但是當內存碎片化到影響對象分配時，就會使用一次標記整理算法 去整理內存碎片。
垃圾收集器
Serial收集器
最基礎最悠久的垃圾收集器，叫做 串行收集器，它進行垃圾收集的時候，會停止用戶線程（Stop the world）。
新生代垃圾收集器用 Serial，基於復制算法
老年代垃圾收集器用 Serial Old，基於標記整理算法。
優點：所有垃圾收集器中內存消耗最小的,對單核或單線程處理器來說，效率很高。運行在客戶端
缺點：stop the world
ParNew收集器
ParNew收集器就是Serial收集器的多線程並行版，除瞭支持多線並行收集之外，沒有太多創新之處。
CMS垃圾收集器作為老年代垃圾收集器，不能與Parallel Scavenge配合工作，隻能選擇 ParNew或者Serial收集器。
Parallel Scavenge收集器
新生代垃圾收集器，基於 標記復制算法，也是可以通過並行收集的多線程收集器。他關註 吞吐量（用戶線程時間/總時間）。
CMS 垃圾收集器
CMS 收集器是一種以獲取最短停頓時間作為目標的垃圾收集器。基於標記清除算法。
步驟：
初始標記->並發標記->重新標記->並發清除
1）初始標記：stop the world,標記GC ROOT 能直接關聯的對象，速度很快
2）並發標記：從GC Root直接關聯的對象開始遍歷整個對象圖，時間較長，但與用戶線程並行
3）重新標記：stop the world，修正並發標記期間對象的狀態的改變（增量更新算法，標記新的黑色指向白色的引用），時間也比較短。
4）並發清除：與用戶線程同步。
優點：並發收集、低停頓。
缺點：
1）對處理器資源敏感，當處理器核心數量在四個以下時，CMS對用戶程序影響很大。
2）有浮動垃圾，並發標記時會產生新的垃圾，但是CMS本次不會清理它，要等到下一次才會清理。從而可能造成內存不夠而產生Stop the world 的Full GC
3）基於標記清除算法，會產生大量的空間碎片，而觸發Full GC
G1垃圾收集器
關註吞吐量和延遲時間的最佳平衡。
從整體看，主要采用標記整理算法，從局部看，是標記-復制算法（兩個Region 之間的復制）。
G1把 java對 劃分為多個大小相等獨立區域 Region，每一個Region 都可以根據需要，扮演 Eden空間、Survivor空間或者老年代空間。
G1對年代的劃分存在概念上，它可以不是連續的區間。。
Region 還有一類特殊的Humongous區域，專門存儲大對象（1M-32M，可配），把超過Region大小的對象分配在連續的 Humongous Region之中。
每次收集時以Region作為最小單元，G1收集器去根據Region裡面垃圾隊的價值大小，在後臺維護一個優先級列表，優先處理回收價值收益最大的那些Region（每次收集到的內存大小及回收時間的經驗值）。
G1至少耗費打印java堆容量的10%到20%來維持收集工作。
TAMS指針：在並發過程中保存新建的對象。
STAB:灰色引用對白色引用的刪除 記錄下來。
G1的步驟：
1）初始標記：stop the world，僅僅標記GC ROOTs 能直接關聯的對象，並且修改TAMS指針
2）並發標記：從GC ROOTS 直接關聯的對象出發，掃描對象圖（並還要處理SATB記錄下並時有變動的對象），時間長，但是與用戶線程並行，
3）最終標記：stop the world，短暫，處理遺留下來的少量SATB記錄
4）帥選回收：stop the world，負責更新Region的統計數據，對Region的回收價值和成本進行排序。根據用戶所期望的停頓時間（JVM參數可配）來制定回收計劃。可以自由選擇多個Region作為回收集，然後把存活的對象復制到空的Region中，然後清空回收集的Region。
除瞭並發標記外，其它都用停止用戶線程，目標不是單純的追求低延遲，而是延遲可控的情況下獲取最大的吞吐量（用戶線程時間/總時間，總時間為用戶線程時間+垃圾收集時間）。
以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。