目錄
1、什麼是垃圾
內存分配與回收方式：
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C語言：malloc、free
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C++：new、delete
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Java：new 自動回收內存
自動回收內存系統不容易出錯，手動回收內存，容易出現以下的錯誤：
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忘記回收
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多次回收
垃圾的定義：沒有任何引用指向的一個對象或者多個對象(循環引用）。
當把成員變量設置爲空(null)之後，不再指向任何引用對象，那麼該對象就被稱作垃圾：
還有一種情況，多個對象之間互相引用，但是沒有其他的引用指向這個循環的對象。
2、如何定位垃圾
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reference count
當引用計數變爲0的時候，這個對象就成爲垃圾了。但是引用計數不能解決對象循環引用
如下：
每個引用計數都是1，但是它們全部是垃圾，所以用引用計數的方式的話，這些垃圾就找不到了，會發生內存泄漏。
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Root Searching
根可達或者根搜索算法。
通過程序找到一些根對象，通過根對象找到它所連接的那些對象不是垃圾，其他的都是垃圾。
Roots：線程棧變量、靜態變量、常量池、JNI指針
3、常見的垃圾回收算法
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Mark-Sweep(標記清除)
將可回收的對象標記爲非垃圾。
缺點：位置不連續，產生內存碎片。
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Copying(拷貝算法）
內存一分爲二，將存活對象複製到未使用的內存中，原內存全部標記爲可使用；新分配內存時先分配存活對象所在的那段內存，垃圾回收時，重複上述操作。
特點：沒有碎片，但是內浪費空間。最大的問題：內存浪費。
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Mark-Compact（標記壓縮)
將存活對象依次複製到垃圾對象和未使用的區域中，結合了標記清除和拷貝的做法，但是效率比copy略低。
三種方法找垃圾的效率是一致的，區別在於找到垃圾後對其進行整理的方式。拷貝算法是內存拷貝，是線性地址的拷貝，速度很快的，效率很高。但是壓縮算法卻不這麼簡單，因爲任意一個內存進行移動時，如果是多線程， 都要進行線程同步；如果是單線程，那單線程的效率本來就低。 所以任何一塊內存挪動都要進行線程同步，所以效率肯定是很低的。
4、JVM內存分代模型(用於分代垃圾回收算法）
目前，生產環境中普遍使用的是JDK1.7或JDK1.8，根據JDK版本不同，分代也不同。
JVM中分代：新生代+老年代+永久代(JDK1.7)/元數據區(JDK1.8)Metaspace。
- 永久代和元數據區是裝載Class的，將硬盤上的Class對象load到內存的時候，裝載了永久代或者元數據區域，具體放在哪裏區別於使用的JDK版本
- 永久代必須指定大小限制，而元數據可以設置，也可不設置，無上限(受限於物理內存）
- 字符串常量在JDK1.7中，是放在永久代區域；而JDK1.8中，是放在堆裏
- MethodArea是一個邏輯概念，並不是指的一個區域，在JDK1.7中對應的就是永久代，JDK1.8中對應的是元數據
堆內存邏輯分區
- 新生代中分了兩類區域，eden和survivor，而survivor有兩塊。默認的比例，新生代：老年代=1：3，新生代中eden: survivor：survivor = 8:1:1。
之所以新生代中按照這個比例分配，是因爲eden區在GC的時候，90%的對象都會被回收，剩下的存活對象在survivor區是可以放下的。
當創建一個對象時，默認會去找eden區， 如果對象特別大，eden區裝不下則直接進入老年代。
新生代 = Eden + 2個survivor區(survivor0、survivor1）：
- YGC(Young GC)回收後，大多數的對象會被回收，活着的對象進入survivor0
- 再次YGC，活着的對象eden+s0拷貝到s1，將eden和s0清空
- 再次YGC，活着的對象eden+s1拷貝到s0，將eden和s1清空
- 年齡足夠->老年代(年齡足夠：15，CMS 6)
- survivor區裝不下的時候，裝不下的部分直接進入老年代
老年代：
- 頑固份子
- 老年代區域滿了，就進行Full GC(簡稱FGC, FGC包括新生代和老年代同時GC)
GC Tuning：儘量減少FGC。
5、垃圾回收器
- Serial、ParNew、Parallel Scavenge是用於回收Young Generation
- CMS、Serial Old、Parallel Old是用於回收Old Generation
- G1、ZGC、Shenandoah不區分老年代和新生代。
- Epsilon是一個空的GC，僅僅用於調試JDK。
- 圖中的紅色虛線表示可以配合使用。
Serial
垃圾回收的時候，程序是無法執行的。stop-the-world(STW)是停止程序運行，回收線程開始運行，回收結束後程序再接着運行。
Parallel Scavenge
並行回收，多個線程同時進行垃圾回收。
ParNew
配合CMS的年輕代並行回收。
SerialOld
單線程回收算法用於old區域
Parallel Old
多線程回收算法用於old區域
CMS
ConcurrentMarkSweep，用於回收老年代，在垃圾回收的同時程序也能運行。(黃色的表示垃圾回收線程，藍色表示程序執行線程）
調優針對的是Serial、Parallel Scavenge和Serial Old、Parallel New，因爲JDK1.8默認的垃圾回收：Parallel Scavenge + Parallel Old。
6、JVM參數
JVM的命令行參數參考：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html
JVM參數分類：
- 標準：-開頭，所有的HotSpot都支持。 如：java -version
- 非標準：-X開頭，特定版本HotSpot支持特定命令
- 不穩定：-XX開頭，下個版本可能取消
- -XX: +PrintFlagsFinal --- 設置值（最終生效值)
- -XX:+PrintFlagsInitial --- 默認值
- -XX:+PrintCommandLineFlags ---命令行參數
7、思維導圖
參考文檔：
https://blogs.oracle.com/jonthecollector/our-collectors
https://blogs.oracle.com/jonthecollector/why-not-a-grand-unified-garbage-collector
