关于jvm中gc垃圾回收机制

需要垃圾回收：
在程序执行的过程中，会产生一系列的对象（占用内存的代表），这些都会存储在内存中。一部分对象在生命周期结束后，依然会占用一部分内存。这些占用内存却没有再次使用的对象，我们称之为“垃圾”，而对“垃圾”占用的内存的回收，就是垃圾回收。

在没有垃圾回收机制的语言里，垃圾回收操作需要程序猿来完成，这常常会导致错误。

内存泄漏：忘记释放一部分内存，导致那一部分内存不可用，并且占用着总的内存空间，如果这种情况一直存在着，那么就可能导致内存空间被占满，系统崩溃。

垂直指针：忘记初始化指向释放了内存的指针（指向曾经存在的对象，但是对象已经不存在了），当再次调用指针的时候，指针指向了空内存，引起bug

释放错误的内存：人为的操作难免会发生错误，如果释放了错误的内存，也会导致程序发生莫名其妙的bug

垃圾收集器算法：
（1）标记–清除法(Mark–Sweep)：标记需要回收的对象，标记完成后再统一清除，将其内存空间释放
缺点：效率问题：清除和标记过程效率都不高；空间问题：会产生大量的不连续碎片内存。
2. 复制算法（copying）：为解决效率问题，先将内存分为两个部分，两部分大小相等。对象分配时，只会在一个区进行分配。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。
复制算法一般是使用在新生代中，因为新生代中的对象一般都是朝生夕死的，存活对象的数量并不多，这样使用复制算法进行拷贝时效率比较高。
优点：效率快；不会发生碎片化，移动堆顶指针，按顺序分配内存，实现简单，运行高效。
缺点：将内存空间缩小为原来一半；持续复制长生存期的对象则导致效率降低。
新生代的目标就是尽可能快速的手机掉那些生命周期短的对象。老年代的目标是存大对象或声明周期长的对象。

将新生代划分为Eden(伊甸园) 与2块Survivor Space(幸存者区，分别叫From Survivor Space 和 To Survivor Space) 。

然后在Eden –>Survivor Space 以及From Survivor Space 与To Survivor Space 之间实行Copying 算法。不过jvm在应用复制算法时，并不是把内存按照1:1来划分的，这样太浪费内存空间了。

实际情况是，按照8：1：1来划分，每次GC，把Eden 和某一个 Survivor的存活对象，复制到另一个Survivor，然后把Eden和那个Survivor清空。这样，意味着每次GC后，可以有90%的内存会被利用，只有10%浪费。

如果万一存活对象放不下那个Survivor，会找老年代借一下，称为分配担保。

下图给出内存的具体划分：
在这里插入图片描述

具体工作流程如下：

在GC开始的前，对象只会存在于Eden区和From Survivor区，To Survivor区是空的。

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，默认15)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。Minor 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。

对象年龄计算：没经过1次GC，年龄+1。

标记–整理法（Mark–Compact）：
先标记，再把所有存活的对象向一端移动，然后直接清理端边界意外的内存。
4. 分代收集：
JVM内存分配策略：
（1）对象优先分配在Eden区，当Eden区空间不足时，JVM会触发一次Minor GC（采用复制算法回收）。
（2）大对象直接进入老年代，大对象指需要大量连续内存空间的对象。目的是避免在Eden区和Survivor区之间发生大量的内存拷贝。
（3）长期存活的对象进入老年代。JVM为每个对象定义了一个年龄计数器，对象经过一次Minor GC会进入Survivor区，之后每经过一次，对象年龄加1，达到阈值对象进入老年区。
（4）动态判断对象的年龄，如果survivor区相同年龄的所有对象大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象直接进入老年代。
（5）空间分配担保，每次进行Minor GC，JVM会计算Survivor区移至老年区的对象的平均大小，如果这个值大于老年区的剩余值大小，会进行一次Full GC ，如果小于，检查HandlePromotionFailure设置，如果为true 只进行Minor GC，否则进行Full GC。