一、四種引用方式1.1 強(qiáng)引用1.2 軟引用（SoftReference）1.3 弱引用（WeakReference）1.4 虛引用（PhantomReference）

二、如何判斷對(duì)象是垃圾2.1 引用計(jì)數(shù)法2.2 根可達(dá)性分析

三、垃圾回收算法3.1 標(biāo)記-清除（mark-sweep）3.2 標(biāo)記-整理（mark-compact）3.3 標(biāo)記-復(fù)制（mark-copy）

四、垃圾收集器4.1 分類(lèi)及特點(diǎn)簡(jiǎn)述4.1.1 串行4.1.2 吞吐量?jī)?yōu)先4.1.3 響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先4.2 串行垃圾回收器詳述4.2.1 Serial4.2.2 Serial-Old4.2.3 流程圖4.3 吞吐量?jī)?yōu)先垃圾回收器詳述4.3.1 JVM相關(guān)參數(shù)4.3.2 流程圖4.4、響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先垃圾回收器詳述4.4.1 JVM相關(guān)參數(shù)4.4.2 流程圖4.3.3 CMS的特點(diǎn)

五、G1垃圾回收器5.1 相關(guān)JVM參數(shù)5.2 特點(diǎn)5.3 G1新生代垃圾回收5.4 G1老年代垃圾回收

一、四種引用方式

1.1 強(qiáng)引用

只有所有 GC Roots對(duì)象都不通過(guò)【強(qiáng)引用】引用該對(duì)象，該對(duì)象才可以被回收。

1.2 軟引用（SoftReference）

• 僅有軟引用引用該對(duì)象時(shí)，在垃圾回收后，若內(nèi)存仍不足時(shí)再次發(fā)出的垃圾回收，回收軟引用對(duì)象
• 可以配合引用隊(duì)列來(lái)釋放軟引用自身

1.3 弱引用（WeakReference）

• 僅有弱引用引用該對(duì)象時(shí)，每次發(fā)生垃圾回收的時(shí)候，無(wú)論內(nèi)存是否充足都會(huì)回收掉這部分對(duì)象
• 可以配合引用隊(duì)列來(lái)釋放軟引用自身

1.4 虛引用（PhantomReference）

• 必須配合引用隊(duì)列來(lái)使用，主要配合ByteBuffer的使用，被引用對(duì)象回收時(shí)，會(huì)將虛引用存入隊(duì)列，由Reference Handler線(xiàn)程調(diào)用虛引用相關(guān)方法釋放直接內(nèi)存

二、如何判斷對(duì)象是垃圾

2.1 引用計(jì)數(shù)法

某個(gè)對(duì)象只要有一處引用關(guān)系，該對(duì)象的引用次數(shù)就加1，如果一個(gè)對(duì)象的引用次數(shù)為0，則說(shuō)明該對(duì)象是垃圾。

優(yōu)勢(shì)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，效率較高

弊端：如果有一對(duì)對(duì)象之間形成了相互引用，但是這兩個(gè)對(duì)象都已經(jīng)沒(méi)有被其它對(duì)象所引用了，正常情況下，這一對(duì)對(duì)象應(yīng)該被作為垃圾回收掉，但是因?yàn)樾纬闪讼嗷ヒ脤?dǎo)致無(wú)法被回收。

2.2 根可達(dá)性分析

通過(guò)GC Root對(duì)象開(kāi)始向下尋找，尋找不到的對(duì)象即說(shuō)明沒(méi)有被引用，那么這些沒(méi)有被引用的對(duì)象被認(rèn)定為垃圾。

目前，如下對(duì)象可以作為GC Root對(duì)象：

三、垃圾回收算法

根據(jù)前面的描述，知道了哪些對(duì)象是垃圾需要被回收，那么回收是按照什么樣的算法呢？

3.1 標(biāo)記-清除（mark-sweep）

很好理解，即在GC的放生時(shí)候，先對(duì)所有對(duì)象進(jìn)行根可達(dá)性分析，借此標(biāo)記所有的垃圾對(duì)象；所有對(duì)象標(biāo)記完畢之后會(huì)進(jìn)行清理操作。

因此，總體來(lái)說(shuō)，就是先標(biāo)記再清除。

弊端；標(biāo)記清除之后會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，碎片太多可能會(huì)導(dǎo)致程序運(yùn)行過(guò)程中需要分配較大對(duì)象時(shí)，無(wú)法滿(mǎn)足分配要求導(dǎo)致GC操作。

3.2 標(biāo)記-整理（mark-compact）

該回收算法操作過(guò)程基本等同于標(biāo)記-清除算法只不過(guò)，第二步有點(diǎn)區(qū)別，該種方式會(huì)在清除的過(guò)程中進(jìn)行整理操作，這是最大的不同。

優(yōu)勢(shì)：最終不會(huì)出現(xiàn)若干空間碎片而導(dǎo)致的空間浪費(fèi)。

弊端：在整理過(guò)程中帶來(lái)的計(jì)算不可小覷。

3.3 標(biāo)記-復(fù)制（mark-copy）

該種方式與前兩種有較大的區(qū)別：

該種方式會(huì)將存儲(chǔ)區(qū)分成兩個(gè)部分，分別為From、To，其中From區(qū)域中可能存在著對(duì)象，而To區(qū)域始終為空，用做下一次接受數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備。

分別有兩個(gè)指針指向這兩個(gè)區(qū)域：From-Pointer、To-Pointer，

優(yōu)點(diǎn)：這種算法非常適合早生夕死的對(duì)象

缺點(diǎn)：始終有一塊內(nèi)存區(qū)域是未使用的，造成空間的浪費(fèi)。

四、垃圾收集器

垃圾收集器，就是實(shí)現(xiàn)了上述三種垃圾回收算法的具體實(shí)現(xiàn)

在Java中不同的“代”所保存的對(duì)象特點(diǎn)都不一樣，因此Java在垃圾回收的選擇上并沒(méi)有偏愛(ài)一種，只采用一種算法方式，而是根據(jù)不同“代”對(duì)象的特點(diǎn)，采取不同的垃圾回收器（垃圾回收算法）。

4.1 分類(lèi)及特點(diǎn)簡(jiǎn)述

4.1 串行

特點(diǎn)：

• 單線(xiàn)程
• 堆內(nèi)存小，適合于個(gè)人電腦

4.2 吞吐量?jī)?yōu)先

特點(diǎn)：

• 多線(xiàn)程
• 堆內(nèi)存較大，適合多核CPU
• 讓單位時(shí)間內(nèi)，STW的時(shí)間最短，即一段時(shí)間中，垃圾回收的時(shí)間與總運(yùn)行時(shí)間的占比，占比越小越好，說(shuō)明大多數(shù)時(shí)間都在處代碼邏輯

4.3 響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先

特點(diǎn)：

• 多線(xiàn)程
• 堆內(nèi)存較大，適合多核CPU
• 盡可能讓單次STW時(shí)間最短，只是單單的追求每次垃圾回收時(shí)間短即可，并不在意一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生了多少次垃圾回收。

4.2 串行垃圾回收器詳述

JVM開(kāi)關(guān)：-XX:+UseSerialGC = Serial + SerialOld

4.2.1 Serial

• 工作在新生代
• 采用復(fù)制算法
• 單線(xiàn)程

4.2.2 Serial-Old

• 老年代
• 采用標(biāo)記-整理算法
• 單線(xiàn)程

4.2.3 流程圖

4.3 吞吐量?jī)?yōu)先垃圾回收器詳述

JDK1.8默認(rèn)開(kāi)啟的，使用的算法本身與Serial是一致的，只是處理線(xiàn)程不一樣而已。

4.3.1 JVM相關(guān)參數(shù)

• -XX+UseParallelGC
• 工作在新生代
• 復(fù)制算法
• -XX+UseParallelOldGC
• 工作在老年代
• 標(biāo)記-整理算法
• -XX:+UseAdaptiveSizePolicy
• 動(dòng)態(tài)調(diào)整Eden與Survivor的比例
• -XX:GCTimeRatio=ratio（默認(rèn)為99）
• 占比 = 1/（1+radio）
• 表示希望在當(dāng)前運(yùn)行總時(shí)間中，GC的時(shí)間與總時(shí)間的占比小于等于上面的公式值。
• -XX:MaxGCPauseMills=ms（默認(rèn)200ms）
• 單次垃圾回收的時(shí)間
• -XX:ParallelGCThread=n
• 指定并行的垃圾處理線(xiàn)程數(shù)，默認(rèn)為CPU核數(shù)
• 因此在垃圾回收的過(guò)程中可能會(huì)導(dǎo)致CPU一下子跑滿(mǎn)

4.3.2 流程圖

4.4、響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先垃圾回收器詳述

4.4.1 JVM相關(guān)參數(shù)

• -XX:+UseParNewGC
• 工作在新生代
• -XX:+UseConcMarkSweepGC
• 工作在老年代，若垃圾回收失敗時(shí)，則會(huì)退回到SerialOld垃圾回收。
• 采用標(biāo)記清除算法；
• 可以并發(fā)執(zhí)行，即在某些垃圾回收階段，垃圾回收線(xiàn)程可以與用戶(hù)線(xiàn)程一起執(zhí)行。
• -XX:ConGCThread=n
• 指定在并發(fā)收集的過(guò)程中，可以使用n個(gè)線(xiàn)程處理垃圾回收
• -XX:CMSInitiationOccupancyFraction=precent
• 在下面的分析中，會(huì)介紹到浮動(dòng)垃圾的概念，因此為了更加及時(shí)的清除浮浮動(dòng)垃圾，在老年代的空間占用達(dá)到了Precent的時(shí)候，就會(huì)觸發(fā)老年代的垃圾回收。
• -XX:+CMSScavengeBeforeRemark
• 因?yàn)槔夏甏腃MS涉及到重新標(biāo)記，重新標(biāo)記就是在判斷得到的垃圾對(duì)象是否又被重新引用。那么CMS會(huì)從新生代開(kāi)始，使用根可達(dá)性分析（因?yàn)楦蛇_(dá)性分析是不可逆的，也就是說(shuō)無(wú)法通過(guò)某個(gè)對(duì)象直接查看其是否被引用，就好像二叉查找樹(shù)一樣，必須先從根對(duì)象開(kāi)始往下尋找，看是否能找到該對(duì)象），而新生代中的對(duì)象較多，一個(gè)一個(gè)的從新生代對(duì)象進(jìn)行更可達(dá)性分析，勢(shì)必會(huì)拖慢響應(yīng)分析，因此在重新標(biāo)記之前，若改參數(shù)開(kāi)關(guān)已打開(kāi)，會(huì)先進(jìn)行一次新生代的垃圾回收。
• -XX:ParallelGCThreads=n
• 指定并行的垃圾處理線(xiàn)程數(shù)，默認(rèn)為CPU核數(shù)。

4.4.2 流程圖

上圖是：CMS垃圾回收器在老年代GC的工作流程圖：

4.3.3 CMS的特點(diǎn)

五、G1垃圾回收器

5.1 相關(guān)JVM參數(shù)

• -XX:UseG1GC
• 開(kāi)啟使用G1垃圾回收器
• -XX:G1HeapRegionSize=n（默認(rèn)是2048）
• 指定整個(gè)堆被劃分成N個(gè)Region，因此每個(gè)Region的大小為堆空間 / N，但是有一條硬性規(guī)定，即每個(gè)Region的大小必須是 2 的整數(shù)倍。
• 兩個(gè)初始Region數(shù)公式：
• 新生代的Region個(gè)數(shù) = 5% * N
• 老年代的Region個(gè)數(shù) = 95% * N
• 而對(duì)于新生代而言，在以往，新生代中進(jìn)一步被劃分為Eden區(qū)、Survivor（From、To）區(qū)，且三者的比值依然為：8:1:1，這樣的劃分在G1中同樣的適用，只不過(guò)這樣的劃分不會(huì)出現(xiàn)在同一個(gè)Region中，而是Eden在某個(gè)獨(dú)立的新生代Region中，F(xiàn)rom、To都各占一個(gè)獨(dú)立的Region。
• -XX:InitaingHeapOccupancyPercent=45%
• 老年代的Region個(gè)數(shù)達(dá)到n%，即會(huì)觸發(fā)老年代垃圾回收。
• –XX:G1MixedGCuntTarget=n
• 在混合模式下的垃圾回收，在并發(fā)清理階段分為n次進(jìn)行
• -XX:MaxGCPauseMillis=ms
• 指定的垃圾回收最長(zhǎng)時(shí)間，如果時(shí)間很短，G1就只會(huì)回收那些回收價(jià)值最高的Region，這是為了能夠達(dá)到這個(gè)暫停目標(biāo)。

5.1 特點(diǎn)

• 全年代垃圾回收器
• G1負(fù)責(zé)全年代的垃圾回收，不像前面幾種垃圾回收器，如：Serial（新生代）需要配合SerialOld（老年代）、CMS（老年代）需要配合ParNew（新生代）
• G1對(duì)堆的劃分方式不一樣
• 在G1之前，堆空間被“切”成兩份，分別是：新生代、老年代，
• 而G1并沒(méi)有按照傳統(tǒng)方式去劃分，G1將整個(gè)堆空間劃分為一個(gè)一個(gè)相同大小的Region，而每個(gè)Region要么屬于新生代，要么屬于老年代，而每個(gè)新生代或老年代的Region在物理上不是一塊連續(xù)的物理地址。而每個(gè)Region也不一定在整個(gè)項(xiàng)目周期中完全屬于新生代或老年代而是處于一種動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程中。
• 每次回收某個(gè)代并不會(huì)全部進(jìn)行掃描回收
• 回收價(jià)值：這是每個(gè)Region中帶有的屬性，Calc(對(duì)象的存活率、回收預(yù)計(jì)耗時(shí)、回收效果…)
• 而當(dāng)進(jìn)行回收時(shí)，會(huì)優(yōu)先選取回收價(jià)值高的Region，從而減少垃圾回收的區(qū)域。
• 大對(duì)象存儲(chǔ)
• 在以往分代模型中，當(dāng)某個(gè)大對(duì)象進(jìn)入內(nèi)存時(shí)，如果整個(gè)新生代在垃圾清理之后依然無(wú)法使用，但是老年代卻有足夠的空間，此時(shí)該大對(duì)象會(huì)直接進(jìn)入到老年代；
• 而在G1中并沒(méi)有使用上述的方式存儲(chǔ)過(guò)大的對(duì)象，而是大對(duì)象會(huì)被安排到了一個(gè)叫Humongous的Region中，在發(fā)生新生代或者老年代垃圾回收時(shí)，都會(huì)順帶清理Humongous的Region。

5.2 G1新生代垃圾回收

經(jīng)過(guò)上面的文字分析，新生代的Region個(gè)數(shù)為所有Region個(gè)數(shù)的5%；這個(gè)數(shù)值其實(shí)是很小的，那么當(dāng)新生代Region不夠用的時(shí)候，JVM會(huì)劃分更多的Region個(gè)數(shù)給新生代；

當(dāng)新生代的Region個(gè)數(shù)占比所有Region個(gè)數(shù)超過(guò) 60%時(shí)，就會(huì)進(jìn)行一次新生代的垃圾回收。

新生代垃圾回收會(huì)造成STW。

具體的垃圾回收算法同其它幾個(gè)新生代垃圾回收器一樣，新生代都使用復(fù)制算法。

5.3 G1老年代垃圾回收

老年代垃圾回收觸發(fā)機(jī)制與參數(shù)-XX:InitaingHeapOccupancyPercent有關(guān)。

但是需要注意的是：這一次的老年代回收，其實(shí)是一次混合垃圾回收，會(huì)同時(shí)清理新生代、老年代、Humongous。

與新生代回收算法一致，依然使用復(fù)制算法，但是垃圾回收的過(guò)程等同于老年代響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先的CMS方式

流程分為：