JAVA虚拟机：内存回收策略及算法

java虚拟机中的程序计数器区、虚拟机栈区、本地方法栈区3个区域是随着线程的创建而创建，随着线程的结束而结束时，内存自然得到回收，所以这三个区域不需要过多考虑内存的回收问题。

java虚拟机中的方法区和虚拟机堆区2个区是所有线程共享的区域，不同的接口或类需要的内存不同，且方法区和堆区往往是在程序运行期间进行内存动态分配或回收。GC回收器的使用范围就是对这两个区域的定义。

虚拟机堆区垃圾回收策略：
GC回收器在回收内存之前，首先要知道哪些对象可以回收，即“死去”的对象是可以回收的；哪些对象不能回收，即“存活”的对象是不能回收的，所以我们要弄明白
对象的“存活”或“死去”是怎么来判断的。
判断的策略：

1、引用计数算法：给对象中增加一个引用计数器，每当有引用此对象时，计数器加1，每当引用完毕后，计数器减1；如此计数器为0，则对象可以回收。
优点：简单，高效。
缺点：对互相引用的对象无法进行回收。
2、可达性分析算法：定义GCRoots(虚拟机栈中引用的对象、方法区中类静态属性引用的对象、方法区中常量引用对象、本地方法栈中引用的对象)为起始点，
从起始点开始向下搜索，搜索完毕，如果发现对象到GCroots无任何相连，则可将此对象作为可回收的对象。
GC收集器第一次发现某一对象不可达，并不会立即回收此对象，只是做一个不可达的标记，
引用计数器算法和可达性分析算法的基础都是对于对象引用的判断，引用是基础。
引用的分类：

1、强引用，GC收集器永不回收，直到引用不存在为止。
2、软引用，在系统内存溢出之前，将对这些对象进行内存回收。
3、弱引用，无论内存是否足够，都将回收此内存对象。
4、虚引用，系统会发出通知，回收此内存对象。

虚拟机方法区垃圾回收策略：
收集方法区中的常量：
收集方法区中的类：

收集条件：

1、该类所有的实例都已经被回收，也就是java堆中不存在改类的任何实例。
2、加载类的ClassLoader已经被回收
3、该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

垃圾收集算法：
1、标记-清除算法：首先通过引用可达性或者引用计数器的算法，标记出哪些对象已无引用，然后再对无引用的对象进行回收处理。
缺点：效率低，空间零碎
2、复制算法：将可用内存平均分为大小相等的两块，每次只使用一块，但此内存用完后，就将还存活的对象复制到另一块内存，把使用的那块全部回收。
商业上使用内存分为Eden区、两块Survivor区，每次只用Eden区和一块survivor区，当回收内存时，将Eden和使用的那块survivor区中还
存活的对象一次性的赋值到另一块survivor空间上，最后清理掉Eden和使用过的survivor空间，如果内存不足，则放置到永久带空间中。

3、标记-整理算法：在标记清楚算法基础上，回收完毕内存后，让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
4、分代收集算法：使用复制算法将新生代的内存进行回收，使用标记清理或标记整理算法将老年代的内存进行回收。

垃圾收集器：
1、Serial收集器。单线程收集器，采用复制算法，针对新生代，优点：简单高效，缺点：“stop the world"
2、ParNew收集器。多线程收集器，采用复制算法，针对新生代，优点：可以与CMS收集器配合工作（相同框架）
3、Parallel scavenge 收集器。多线程收集器，采用复制算法，针对新生代， 优点：可控吞吐量
4、CMS收集器。采用“标记-清除“算法，运行过程：初始标记，并发标记，重新标记，并发清除。优点：低停顿、并发收集 缺点：对CPU资源敏感、浮动垃圾无法一次处理、标记-清除算法碎片化内存
初始标记：标记GC Roots能直接关联到的对象，速度快。
并发标记：对GC Roots追踪
重新标记：修改并发标记期间，有变动的对象标记记录。
5、G1收集器。优点：通过并行与并发，使用多个cpu缩短stop the world停顿时间，并行是真正的同一时间多条指令同时执行,并发是同一时间段多条指令同时执行，同一时间只有一个指令在执行。
有分代收集的能力，不再需要其他收集器的配合。
空间整合。通过标记-整理算法、标记-复制算法，不存在内存碎片，收集后提供规整可用内存。
可预测的停顿。