概述

Java GC(Garbage Collection，垃圾回收)機制，是Java與C++/C的主要區別之一，作為Java開發者，一般不需要專門編寫內存回收和垃圾清理代碼，對內存泄露和溢出的問題，也不需要像C程序員那樣戰戰兢兢。這是因為在Java虛擬機中，存在自動內存管理和垃圾清掃機制。概括地說，該機制對JVM中的內存進行標記，并確定哪些內存需要回收，根據一定的回收策略，自動的回收內存，永不停息的保證JVM中的內存空間，防止出現內存泄露和溢出問題。

在真實工作中的項目中，時不時的會發生內存溢出、內存泄露的問題，這也是不可避免Bug，這些潛在的Bug在某些時候會影響到項目的正常運行，如果你的項目沒有合理的進行業務內存分配，將會直接影響到的項目的并發處理，當垃圾收集成為系統達到更高并發量的瓶頸時，我們就需要對這些“自動化”的技術實施必要的監控和調節，而了解GC實現機制則是我們一切監控和調節的前提。

GC提供了幾種回收策略(回收算法):

標記清除法(Mark-Sweep)

從根節點開始標記所有可達對象，其余沒標記的即為垃圾對象，執行清除。但回收后的空間是不連續的。從圖中可以很容易看出標記-清除算法實現起來比較容易，但是有一個比較嚴重的問題就是容易產生內存碎片，碎片太多可能會導致后續過程中需要為大對象分配空間時無法找到足夠的空間而提前觸發新的一次垃圾收集動作。

復制算法(Copying)

為了解決Mark-Sweep算法的缺陷，Copying算法就被提了出來。它將可用內存按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當這一塊的內存用完了，就將還存活著的對象復制到另外一塊上面，然后再把已使用的內存空間一次清理掉，這樣一來就不容易出現內存碎片的問題。這種算法雖然實現簡單，運行高效且不容易產生內存碎片，但是卻對內存空間的使用做出了高昂的代價，因為能夠使用的內存縮減到原來的一半。很顯然，Copying算法的效率跟存活對象的數目多少有很大的關系，如果存活對象很多，那么Copying算法的效率將會大大降低。

標記壓縮法(Mark-Compact)

標記壓縮法?適合用于老年代的算法(存活對象多于垃圾對象)。標記后不復制，而是將存活對象壓縮到內存的一端，然后清理邊界外的所有對象。標記壓縮法缺點:效率慢。并且移動他的內存空間會對用戶產生速度的影響。

分代收集法(Generational Collection)

分代收集算法是目前大部分JVM的垃圾收集器采用的算法。它的核心思想是根據對象存活的生命周期將內存劃分為若干個不同的區域。一般情況下將堆區劃分為老年代(TenuredGeneration)和新生代(Young Generation)，老年代的特點是每次垃圾收集時只有少量對象需要被回收，而新生代的特點是每次垃圾回收時都有大量的對象需要被回收，那么就可以根據不同代的特點采取最適合的收集算法。

目前大部分垃圾收集器對于新生代都采取Copying算法，因為新生代中每次垃圾回收都要回收大部分對象，也就是說需要復制的操作次數較少，但是實際中并不是按照1：1的比例來劃分新生代的空間的，一般來說是將新生代劃分為一塊較大的Eden空間(占8等份)和兩塊較小的Survivor空間(各占1等份)，每次使用Eden空間和其中的一塊Survivor空間，當進行回收時，將Eden和Survivor中還存活的對象復制到另一塊Survivor空間中，然后清理掉Eden和剛才使用過的Survivor空間。而由于老年代的特點是每次回收都只回收少量對象，一般使用的是Mark-Compact算法。

注：新生代：新生代用于存放剛創建的對象以及年輕的對象

老年代：幸存對象經過一定時間仍存在，進入老年代(tenured)。

Java內存模型：方法區(Method Area)、Java堆(Heap)、Java棧(VM Stack)、本地方法棧(Native Method Stack)、程序計數器(PC 寄存器)。

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總結

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