【Java】Java虚拟机-垃圾回收
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回收的是什么？
答：运行程序中没有任何指针引用的对象，这个对象就是需要被回收的垃圾
垃圾回收算法
标记阶段
- 在GC执行垃圾回收之前，首先需要区分出内存中那些是存活的对象，那些是已经死亡的对象。只有被标记为已死亡的对象，GC才会在执行垃圾回收时，释放掉其存活所占用的内存空间。此过程被称为垃圾标记阶段
- 当一个对象已经不再被任何的存活对象继续引用时，就可以宣判为已经死亡
- 判断对象存活的有两种方式：引用计数算法和可达性分析算法
引用计数算法（Reference Counting）
- 描述：对每一个对象保存一个整型的引用计数器属性，用于记录对象被引用的的情况
优点：
- 实现简单，垃圾对象便于辨识
- 判定效率高，回收没有延迟性
缺点：
- 需要单独的字段存储计数器，增加了存储空间
- 每次赋值都需要重新更新计数器，增加了时间开销
- 无法解决循环引用
可达性分析算法
- 解决了引用计数算法中循环引用的问题，防止内存泄露
- 可达性分析算法是以根对象集合（GC Roots）为起始点，按照从上至下的方式搜索被根对象集合所连接的目标对象是否可达
- 使用该算法后，内存中的存活对象都会被根集合直接或间接的连接着，搜索走过的路径称为引用链
- 如果没有任何引用链，则不可达，说明对象已死亡，可以标记为垃圾对象
GC Roots包含以下几类元素：
- 虚拟机栈中引用的对象
- 本地方法（native方法）中引用的对象
- 方法区中常量引用的对象
- 被同步锁
synchronized持有的对象 Java虚拟机内部的引用
- 基本数据类型对应的Class对象常驻异常对象和系统类加载器
- 反映Java虚拟机内部情况的JMXBean、 JVMTI中注册的回调、本地代码缓存等
finalization机制
- 提供对象被销毁之前的自定义处理逻辑
- 当垃圾回收器发现没有引用指向一个对象，总会先调用这个对象的finalize()方法
- finalize()方法允许在子类中被重写，用于在对象被回收时进行资源释放。例如：关闭文件，断开数据库连接
清除阶段
标记-清除算法（Mark-Sweep）
执行过程：当堆中的内存空间被耗尽的时候，就会停止整个程序（stop the world），然后进行标记和清除工作。
标记：Collector从引用根节点开始遍历，标记所有被引用的对象，并将这些对象记录在Header中。（找出在程序中被引用的对象，并清除其他的）
清除：Collector从堆内存中从头到尾的进行线性遍历，如果发现某个对象在Header中没有标记为可达对象，则将其回收。（将不可达对象存放在空闲列表中，当有新对象进入时，将其位置覆盖）
缺点：
- 效率不高
- 在进行GC时，需要停止整个应用程序，导致用户体验差
- 清理出来的空闲内存是不连续的，产生内存碎片且需要维护一个空闲列表
复制算法（Copying）
执行过程：当A空间同时存在可达和不可达对象时，将可达对象复制到B空间并保证空间的连续，后清除A空间的所以对象
优点：
- 没有标记清除过程，实现简单
- 将存在引用关系的对象复制过去后，保证空间的连续性，不会存在碎片
缺点：
- 需要两倍的内存空间
- 对于存活对象的数量远大于垃圾对象数量时，此清除算法效率差。
标记-压缩算法（Mark-Compact）
执行过程：
- 从根节点开始标记存在引用关系的对象
- 将这些对象压缩到内存的一端并按顺序排放
- 清除边界外的所以对象
优点：
- 对于“标记-清除算法”，由于使用了压缩功能，当有新对象分配内存时，JVM只需要持有一个内存的起始地址即可
- 对于“复制算法”，减少了内存空间的占用
缺点：
- 对比“复制算法”，效率低
- 在移动存在引用关系的对象时，需要调整引用的地址
- 移动过程中，需要全程暂停用户程序（stop the world）
分代收集算法
根据年轻代和老年代的特点使用不同的内存回收算法
年轻代：
针对年轻代空间小，对象生命周期短，收集频繁和存活率低的特点，使用复制算法可以高效完成内存回收，复制算法使用率不高的问题，通过两个survivor的设计可以有效的缓解。
老年代：
老年代是空间大，对象生命周期长，存活率高和回收不频繁，使用标记-清除算法或标记-清除算法和标记-压缩算法结合完成内存空间的回收。
finalize
内存溢出 和内存泄露
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