引言
Java的內存動態分配和垃圾收集的問題，都交給了JVM來處理。注意，將JVM運行數據區（虛擬機棧【棧幀】，程序計數器，堆內存）粗略的分爲棧和堆（所有線程共享），回收的是堆中的對象實例。不是棧中的引用類型。
那麼JVM是如何處理的？
從三個問題來分析：
1. 哪些內存需要回收？
2. 什麼時候進行回收？
3. 如何回收？
注：現代收集器基本採用分代收集算法，堆分爲：新生代和老年代。
1. 哪些內存需要回收？什麼時候回收？
1.1 瞭解下對象的創建：
- 通過new 關鍵字。
- JVM遇到new指令，檢查是否能在常量池中定位到一個類的符號引用。
- 檢查是否已被加載，解析，初始化過。
- 沒有，則執行相應的類加載過程。
- 類加載檢查通過後，爲新生對象分配內存。（類加載後確定對象所需內存大小）
- 從Java堆中劃分出一塊確定的內存。
1.2 若爲“死亡”的對象，則需要回收，如何判斷對象是否存活？
1.2.1 引用計數算法
- 給對象添加一個引用計數器
- 每當有一個地方引用它時，計數器指加1
- 當引用失效時，計數器指減1
- 任何時刻計數器爲0的對象就是需要回收的
Java虛擬機沒有采用這種方法來管理內存，主要原因是它難以解決對象之間相互循環引用的問題。（python中採用）
1.2.2 可達性分析算法
- 用一個“GC Roots”的對象（指一系列中的其中一個並非某一種）作爲起始點
- 從該節點向下搜索，搜索走過的路徑稱爲引用鏈
- 若一個對象沒有與任何引用鏈相連，即不可達
- 證明該對象是不可用，死亡
Java,C#採用此方法。
1.2.3 哪些可作爲GC Roots的對象？
- 虛擬機棧(棧幀中的本地變量表)中引用的對象
- 方法區中類靜態屬性引用的對象
- 方法區中常量引用的對象
- 本地方法棧中JNI引用的對象
1.2.4 無論哪種算法都是與“引用”有關，下面分析引用的4種類型，強度依次減弱。
- 強引用：Java中普遍存在的（如：Object obj = new Object()），只要強引用還在，垃圾收集器永遠不會回收掉被引用的對象實例。
- 軟引用：用於有用但非必需的對象。在系統要發生內存溢出異常之前，將會把這些對象列進回收範圍之中進行第二次回收。如果這次回收還沒有足夠的內存，纔會拋出內存溢出異常。[SoftReference]
- 弱引用：用於非必需對象。被弱引用關聯的對象只能生存到下一次垃圾收集發生之前。當垃圾收集器工作時，無論當前內存是否足夠，都會回收掉只被弱引用關聯的對象。[WeakReference]
- 虛引用：不影響生存時間，唯一目的就是能在這個對象被收集器回收時收到一個系統通知。[PhantomReference]
1.2.5 詳解，真正的”死亡”對象（兩次標記後進行回收）
事實上，不可達的對象，也並非“非死不可”，這時它們處於“緩刑”階段，真正死亡至少要經歷兩次標記過程：
1.2.5.1 第一次標記
- 對對象進行可達性分析後發現沒有與GC Roots相連接的引用鏈
- 篩選是否有必要執行finalize()方法[沒有覆蓋finalize()方法或finalize()方法已經被JVM調用過，視爲“無需執行”]
1.2.5.2 第二次標記【需要執行finalize(),通過篩選】
- 將該對象放置F-Queue的隊列中
- JVM自動建立一個低優先級的Finalizer線程去執行它（會觸發執行，但不一定等待它運行結束）
- GC對F-Queue中的對象進行標記（對象可通過finalize()拯救自己，重新關聯引用鏈等）
不建議使用finalize()
1.3 上面講的是需要回收的堆內存，關於回收方法區(或HotSpot虛擬機中的永久代），效率低
1.3.1 廢棄常量
- 與堆類似，沒有任何對象和其它地方引用的常量
- 隨內存回收，被系統清理出常量池
1.3.2 無用的類
- 該類所有的實例都已經被回收（堆中無該類的實例）
- 加載該類的ClassLoader已經被回收
- 該類對應的java.lang.Class對象沒有在任何地方被引用，無法通過反射訪問該類的方法。
2. 如何回收？【垃圾收集算法】
2.1 標記-清除[Mark-Sweep]算法
- 標記出所有需要回收的對象
- 統一回收(清除)所有被標記的對象
缺點：效率不高；標記清除後會產生大量不連續的內存碎片。
2.2 複製[Copying]算法
- 將可用內存按容量劃分爲大小相等的兩塊
- 每次只使用其中的一塊
- 當使用的這塊內存用完了，則將還存活的對象複製到另一塊上面
- 把使用過的那塊內存一次性清理掉
優點：實現簡單，運行高效，可按順序分配內存。
缺點：內存直接縮小爲原來一半，代價太大；對象存活率較高時，效率變低。
2.3 標記-整理[Mark-Compact]算法
- 標記出所有需要回收的對象
- 讓所有存活的對象都向一端移動（整理）
- 清理掉存活對象端以外的內存
適合堆中的老年代的垃圾收集
2.4 分代收集[Generational Collection]算法（商業虛擬機主要採用方法）
- 根據對象存活週期的不同將內存劃分爲幾塊
- 一般分爲新生代和老年代
- 不同年代採用最適當的收集算法
- 新生代，一般複製算法
- 老年代，一般“標記-清理”或“標記-整理”
具體如何回收，需依據具體的垃圾收集器實現
關於內存泄露
- OutOfMemoryError異常，java堆溢出：-Xms ，-Xmx
對象不斷被創建，並且保證GC Roots到對象之間有可達路徑來避免垃圾回收機制清除這些對象，那麼在對象數量到達最大堆的容量限制後就會產生內存溢出異常。 - VM Stack溢出。-Xss
- 常量池溢出。-XX：PermSize，-XX:MaxPermSize