Java的堆是一個運行時數據區，類的實例(對象)從中分配空間。Java虛擬機(JVM)的堆中儲存着正在運行的應用程序所建立的所有對象，這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，但是它們不需要程序代碼來顯式地釋放。一般來說，堆的是由垃圾回收 來負責的，儘管JVM規範並不要求特殊的垃圾回收技術，甚至根本就不需要垃圾回收，但是由於內存的有限性，JVM在實現的時候都有一個由垃圾回收所管理的堆。垃圾回收是一種動態存儲管理技術，它自動地釋放不再被程序引用的對象，按照特定的垃圾收集算法來實現資源自動回收的功能。
垃圾收集的意義
在C++中，對象所佔的內存在程序結束運行之前一直被佔用，在明確釋放之前不能分配給其它對象；而在Java中，當沒有對象引用指向原先分配給某個對象的內存時，該內存便成爲垃圾。JVM的一個系統級線程會自動釋放該內存塊。垃圾收集意味着程序不再需要的對象是"無用信息"，這些信息將被丟棄。當一個對象不再被引用的時候，內存回收它佔領的空間，以便空間被後來的新對象使用。事實上，除了釋放沒用的對象，垃圾收集也可以清除內存記錄碎片。由於創建對象和垃圾收集器釋放丟棄對象所佔的內存空間，內存會出現碎片。碎片是分配給對象的內存塊之間的空閒內存洞。碎片整理將所佔用的堆內存移到堆的一端，JVM將整理出的內存分配給新的對象。
垃圾收集能自動釋放內存空間，減輕編程的負擔。這使Java 虛擬機具有一些優點。首先，它能使編程效率提高。在沒有垃圾收集機制的時候，可能要花許多時間來解決一個難懂的存儲器問題。在用Java語言編程的時候，靠垃圾收集機制可大大縮短時間。其次是它保護程序的完整性， 垃圾收集是Java語言安全性策略的一個重要部份。
垃圾收集的一個潛在的缺點是它的開銷影響程序性能。Java虛擬機必須追蹤運行程序中有用的對象， 而且最終釋放沒用的對象。這一個過程需要花費處理器的時間。其次垃圾收集算法的不完備性，早先採用的某些垃圾收集算法就不能保證100%收集到所有的廢棄內存。當然隨着垃圾收集算法的不斷改進以及軟硬件運行效率的不斷提升，這些問題都可以迎刃而解。
經過上述的說明，可以發現垃圾回收有以下的幾個特點：
（1）垃圾收集發生的不可預知性：由於實現了不同的垃圾收集算法和採用了不同的收集機制，所以它有可能是定時發生，有可能是當出現系統空閒CPU資源時發生，也有可能是和原始的垃圾收集一樣，等到內存消耗出現極限時發生，這與垃圾收集器的選擇和具體的設置都有關係。
（2）垃圾收集的精確性：主要包括2 個方面：（a）垃圾收集器能夠精確標記活着的對象；（b）垃圾收集器能夠精確地定位對象之間的引用關係。前者是完全地回收所有廢棄對象的前提，否則就可能造成內存泄漏。而後者則是實現歸併和複製等算法的必要條件。所有不可達對象都能夠可靠地得到回收，所有對象都能夠重新分配，允許對象的複製和對象內存的縮並，這樣就有效地防止內存的支離破碎。
（3）現在有許多種不同的垃圾收集器，每種有其算法且其表現各異，既有當垃圾收集開始時就停止應用程序的運行，又有當垃圾收集開始時也允許應用程序的線程運行，還有在同一時間垃圾收集多線程運行。
（4）垃圾收集的實現和具體的JVM 以及JVM的內存模型有非常緊密的關係。不同的JVM 可能採用不同的垃圾收集，而JVM 的內存模型決定着該JVM可以採用哪些類型垃圾收集。現在，HotSpot 系列JVM中的內存系統都採用先進的面向對象的框架設計，這使得該系列JVM都可以採用最先進的垃圾收集。
（5）隨着技術的發展，現代垃圾收集技術提供許多可選的垃圾收集器，而且在配置每種收集器的時候又可以設置不同的參數，這就使得根據不同的應用環境獲得最優的應用性能成爲可能。
針對以上特點，我們在使用的時候要注意：
（1）不要試圖去假定垃圾收集發生的時間，這一切都是未知的。比如，方法中的一個臨時對象在方法調用完畢後就變成了無用對象，這個時候它的內存就可以被釋放。
（2）Java中提供了一些和垃圾收集打交道的類，而且提供了一種強行執行垃圾收集的方法--調用System.gc()，但這同樣是個不確定的方法。Java 中並不保證每次調用該方法就一定能夠啓動垃圾收集，它只不過會向JVM發出這樣一個申請，到底是否真正執行垃圾收集，一切都是個未知數。
（3）挑選適合自己的垃圾收集器。一般來說，如果系統沒有特殊和苛刻的性能要求，可以採用JVM的缺省選項。否則可以考慮使用有針對性的垃圾收集器，比如增量收集器就比較適合實時性要求較高的系統之中。系統具有較高的配置，有比較多的閒置資源，可以考慮使用並行標記/清除收集器。
（4）關鍵的也是難把握的問題是內存泄漏。良好的編程習慣和嚴謹的編程態度永遠是最重要的，不要讓自己的一個小錯誤導致內存出現大漏洞。
（5）儘早釋放無用對象的引用。大多數程序員在使用臨時變量的時候，都是讓引用變量在退出活動域(scope)後，自動設置爲null，暗示垃圾收集器來收集該對象，還必須注意該引用的對象是否被監聽，如果有，則要去掉監聽器，然後再賦空值。
結束語
一般來說，Java開發人員可以不重視JVM中堆內存的分配和垃圾處理收集，但是，充分理解Java的這一特性可以讓我們更有效地利用資源。同時要注意finalize()方法是Java的缺省機制，有時爲確保對象資源的明確釋放，可以編寫自己的finalize方法。
