一、Java对象在内存中的状态

1）可达的/可触及的

Java对象被创建后，如果被一个或多个变量引用，就是可达的

2）可恢复的

Java对象不再被任何变量引用就进入可恢复状态
在回收该对象前，如果在finalize()方法中重新让变量引用该对象，则该对象再次变为可达状态，否则进入不可达状态

3）不可达的

Java对象不被任何变量引用，且在调用对象的finalize()方法后依然没有变成可达状态
当对象处于不可达状态时，系统才会真正回收该对象占有的资源

二、垃圾对象的判定

1）可达性判断

单条引用路径可及性判断：在这条路径中，最弱的一个引用决定对象的可及性
多条引用路径可及性判断：在多条路径中，最强的一个引用决定对象的可及性

2）可达性分析法

• 过程：从GC Roots开始向下查询，如果一个对象到任何一个GC Root对象都没有一个引用链相连的话，说明此对象不可用

Java语言是通过可达性分析算法来判断对象是否存活的

四个GC Root对象

1. JVM栈中引用的对象
2. 方法区静态属性引用的对象
3. 方法区中常量引用的对象
4. 本地栈中JNI中引用的对象

3）引用计数法

• 过程：给每个对象一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器就会加1；当引用失效时，计数器的值就会减1；任何时刻计数器的值为0的对象就是不可能再被使用的

优点：

1. 可即刻回收垃圾，每个对象都知道自己的被引用数，当counter为0时，对象就会把自己作为空闲空间连接到空闲链表，也就是在对象变成垃圾的同时就会被回收.
2. 最大暂停时间短，每次通过指向mutator生成垃圾时，这部分垃圾都会被回收，大幅削减了mutator的最大暂停时间

缺点：

1. 计数器值的增减处理非常繁重
2. 计算器需要占用很多位
3. 实现繁琐
4. 循环引用无法回收

三、垃圾回收算法

1）标记-清除（Mark-Sweep）

• 过程：标记可回收对象，进行清除
• 优点：占用内存小
• 缺点：标记和清除效率低，清除后会产生内存碎片

2）复制算法

• 过程：将内存划分为相等的两块，将存活的对象复制到另一块内存，把已经使用的内存清理掉
• 优点：空间连续，没有内存碎片，运行效率高
• 缺点：使用的内存变为了原来的一半

进化

• 将一块内存按8:1的比例分为一块Eden区（80%）和两块Survivor区（10%）
• 当对象在 Eden出生后，经过一次Minor GC 后，如果对象还存活，则将这些对象从 Eden 和 Survivor-From 复制到 Survivor-To ，然后清理 Eden 和 Survivor-From 区域，并将对象的年龄+1，当对象的年龄达到某个值时 ( 默认是 15岁，通过-XX:MaxTenuringThreshold 来设定参数)，这些对象就会成为老年代
• 当Survivor-To 区空间不足，则使用分配担保机制存入老年代。

3）标记-整理/标记-压缩（Mark—Compact）

• 过程：所有存活的对象向一端移动，然后清除掉边界以外的内存

4）分代收集算法

• 过程：将堆分为新生代和老年代，根据区域特点选用不同的收集算法，如果新生代朝生夕死，则采用复制算法，老年代采用标记清除，或标记整理

四、GC收集器

新生代收集器

1）Serial

单线程收集，非单核服务STW（stop the world）比较长，在工作的时候的时候会暂停所有的用户线程，采用 复制算法

2）ParNew

Serial收集器的多线程版本，也需要STW，使用 复制算法，跟老年代CMS收集器一起使用

3）Parallel Scavenge

跟ParNew类似，并行多线程，使用 复制算法

“吞吐量”=（用户线程执行时间）/（用户线程执行时间+gc执行时间）

注重用户代码运行时间而不是减少GC停顿时间。相对于其他收集器来说，可以更加高效的利用CPU，更加适合作为在后台运算而不大需要交互的任务。Parallel收集器提供了两个比较重要的参数。

-XX:MaxGCPauseMillis：表示收集器将尽可能的在这个参数设定的毫秒数内完成回收工作。但这并不代表其设置的越低越好，缩减回收时间是通过减少吞吐量换来的，如果设置得太低可能导致频繁的GC。

-XX:GCTimeRatio：表示代码运行时间和垃圾回收时间的比率，比如说设置为19，那么则垃圾回收时间占比为 1 / (1+19) = 5%，默认是99。

老年代收集器

1）Serial Old

是Serial收集器的老年代版本，单线程收集器，使用 标记-整理算法

2）Parallel Old

是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程，使用标记-整理算法

3）CMS

使用标记-清除算法，会产生碎片

CMS： 大体分为4个步骤

1. 初始标记：需要STW，标记直接与GCRoots 相关连的对象，耗时较短
2. 并发标记：不用STW，寻找堆中的死亡对象，整个过程耗时最长
3. 重新标记：需要STW，标记 新生代可达且引用老年代的对象，还有刚进来老年代的对象
4. 并发清除：不用STW，清除老年代没有做标记的对象（和用户线程一起执行的）

G1收集器

标记-整理算法实现，运作流程主要包括以下：初始标记，并发标记，最终标记，筛选标记。不会产生空间碎片，可以精确地控制停顿。