https://blog.csdn.net/jisuanjiguoba/article/details/80156781
图解JVM GC过程--很好
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java内存结构图
Java堆
堆内存用于存放由new创建的对象和数组。在堆中分配的内存，由java虚拟机自动垃圾回收器来管理。在堆中产生了一个数组或者对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，这个变量的取值等于数组或者对象在堆内存中的首地址，在栈中的这个特殊的变量就变成了数组或者对象的引用变量，以后就可以在程序中使用栈内存中的引用变量来访问堆中的数组或者对象，引用变量相当于为数组或者对象起的一个别名，或者代号。根据垃圾回收机制的不同，Java堆有可能拥有不同的结构，最为常见的就是将整个Java堆分为新生代和老年代。其中新声带存放新生的对象或者年龄不大的对象，老年代则存放老年对象。新生代分为den区、s0区、s1区，s0和s1也被称为from和to区域，他们是两块大小相等并且可以互相角色的空间。绝大多数情况下，对象首先分配在eden区，在新生代回收后，如果对象还存活，则进入s0或s1区，之后每经过一次新生代回收，如果对象存活则它的年龄就加1，对象达到一定的年龄后，则进入老年代。
Java栈
Java栈是一块线程私有的空间，一个栈，一般由三部分组成:局部变量表、操作数据栈和帧数据区局部变量表：用于报错函数的参数及局部变量
操作数据栈：主要保存计算过程的中间结果，同时作为计算过程中的变量临时的存储空间。
帧数据区:除了局部变量表和操作数据栈以外，栈还需要一些数据来支持常量池的解析，这里帧数据区保存着访问常量池的指针，方便程序访问常量池，另外当函数返回或出现异常时虚拟机必须有一个异常处理表，方便发送异常的时候找到异常的代码，因此异常处理表也是帧数据区的一部分。
Java方法区
Java方法区和堆一样，方法区是一块所有线程共享的内存区域，他保存系统的类信息。比如类的字段、方法、常量池等。方法区的大小决定系统可以保存多少个类。如果系统定义太多的类，导致方法区溢出。虚拟机同样会抛出内存溢出的错误。方法区可以理解为永久区。
堆区:
提供所有类实例和数组对象存储区域
jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享，堆中不存放基本类型和对象引用，只存放对象本身
栈区:
每个线程包含一个栈区，栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)，对象都存放在堆区中
每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。
方法区:
又叫静态区，跟堆一样，被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量。
方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量。
运行时常量池都分配在 Java 虚拟机的方法区之中
堆的参数配置
-XX:+PrintGC 每次触发GC的时候打印相关日志
-XX:+UseSerialGC 串行回收
-XX:+PrintGCDetails 更详细的GC日志
-Xms 堆初始值
-Xmx 堆最大可用值
-Xmn 新生代堆最大可用值
-XX:SurvivorRatio 用来设置新生代中eden空间和from/to空间的比例.
JVM参数调优
我们希望达到一些目标：
GC的时间足够的小
GC的次数足够的少
发生Full GC的周期足够的长
（1）针对JVM堆的设置，一般可以通过-Xms -Xmx限定其最小、最大值，堆内存初始值与最大值保持一致，减少垃圾回收次数。
（2）年轻代和年老代将根据默认的比例分配堆内存，设置新生代和老年代的回收比例，新生代：老年代=1:3或者1:4。
（3）线程堆栈的设置：每个线程默认会开启1M的堆栈，用于存放栈帧、调用参数、局部变量等，对大多数应用而言这个默认值太大了，一般256K就足用。理论上，在内存不变的情况下，减少每个线程的堆栈，可以产生更多的线程，但这实际上还受限于操作系统。
（4） 尽可能将对象预留在新生代，减少老年代的GC次数。除了可以设置新生代的绝对大小(-Xmn),可以使用(-XX:NewRatio)设置新生代和老年代的比例:-XX:NewRatio=老年代/新生代
（5）垃圾收集器的选用
jdk1.5以前是串行收集器适用于小数据量，目前吞吐量优先选用并行收集器，响应时间优先选用并发收集器，还有一种G1回收器，有取代前面几种回收期的趋势
内存溢出和内存泄漏区别
1、内存溢出：（Out Of Memory---OOM）
系统已经不能再分配出你所需要的空间，比如你需要100M的空间，系统只剩90M了，这就叫内存溢出
2、内存泄漏： (Memory Leak)----》强引用所指向的对象不会被回收，可能导致内存泄漏，虚拟机宁愿抛出OOM也不会去回收他指向的对象
意思就是你用资源的时候为他开辟了一段空间，当你用完时忘记释放资源了，这时内存还被占用着，这就是内存泄漏。一次没关系，但是内存泄漏次数多了就会导致内存溢出
手动GC回收
public class JVMDemo05 {
public static void main(String[] args) {
JVMDemo05jvmDemo05 = new JVMDemo05();
//jvmDemo05 = null;
System.gc();}
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("gc在回收对象...")；}}
finalize作用：Java技术使用finalize()方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去前，做必要的清理工作。GC回收之前调用。
垃圾回收机制算法
1、引用计数法
1.1概述
给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器都为0的对象就是不再被使用的，垃圾收集器将回收该对象使用的内存。
1.2优缺点
优点：引用计数收集器可以很快的执行，交织在程序运行中。对程序需要不被长时间打断的实时环境比较有利。
缺点：无法检测出循环引用。如父对象有一个对子对象的引用，子对象反过来引用父对象。这样，他们的引用计数永远不可能为0.而且每次加减非常浪费内存。
2、复制算法（空间换时间）
S0和s1将可用内存按容量分成大小相等的两块，每次只使用其中一块，当这块内存使用完了，就将还存活的对象复制到另一块内存上去，然后把使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对其中一块内存进行回收，内存分配时不用考虑内存碎片等复杂情况，只需要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。
复制算法的缺点显而易见，可使用的内存降为原来一半。
复制算法用于在新生代垃圾回收
3、标记清除算法
标记-清除（Mark-Sweep）算法顾名思义，主要就是两个动作，一个是标记，另一个就是清除。
标记就是根据特定的算法（如：引用计数算法，可达性分析算法等）标出内存中哪些对象可以回收，哪些对象还要继续用。标记指示回收，那就直接收掉；标记指示对象还能用，那就原地不动留下。
缺点
1. 标记与清除没有连续性效率低;
2. 清除之后内存会产生大量碎片；
4、标记-压缩算法（时间换空间）
标记压缩法在标记清除基础之上做了优化，把存活的对象压缩到内存一端,而后进行垃圾清理。(java中老年代使用的就是标记压缩法)
5、分代收集算法
根据内存中对象的存活周期不同，将内存划分为几块，java的虚拟机中一般把内存划分为新生代和年老代，当新创建对象时一般在新生代中分配内存空间，当新生代垃圾收集器回收几次之后仍然存活的对象会被移动到年老代内存中，当大对象在新生代中无法找到足够的连续内存时也直接在年老代中创建。
对于新生代和老年代来说,新生代回收频率很高,但是每次回收耗时很短,而老年代回收频率较低,但是耗时会相对较长,所以应该尽量减少老年代的GC.
垃圾回收时的停顿现象
停顿的目的是为了终止所有的应用线程，只有这样的系统才不会有新垃圾的产生。同时停顿保证了系统状态在某一个瞬间的一致性，也有利于更好的标记垃圾对象。
什么是Java垃圾回收器
Java垃圾回收器是Java虚拟机的三个重要模块(另外两个是解释器和多线程机制)之一，为应用程序提供内存的自动分配、自动回收功能，这两个操作都发生在Java堆上。某一个时点，一个对象如果有一个以上的引用指向它，那么该对象就为活着的，否则死亡，视为垃圾，可被垃圾回收器回收再利用。垃圾回收操作需要消耗CPU、线程、时间等资源，所以容易理解的是垃圾回收操作不是实时的发生，当内存消耗完或者是达到某一个指标时，触发垃圾回收操作。有一个对象死亡的例外，java.lang.Thread类型的对象即使没有引用，只要线程还在运行，就不会被回收。
1、串行回收器(Serial Collector)
单线程执行回收操作，回收期间暂停所有应用线程的执行，client模式下的默认回收器，通过-XX:+UseSerialGC命令行可选项强制指定。参数可以设置使用新生代串行和老年代串行回收器
年轻代的回收算法(MinorCollection)
把Eden区的存活对象移到To区，To区装不下直接移到年老代，把From区的移到To区，To区装不下直接移到年老代，From区里面年龄很大的升级到年老代。回收结束之后，Eden和From区都为空，此时把From和To的功能互换，From变To，To变From，每一轮回收之前To都是空的。设计的选型为复制。
年老代的回收算法(FullCollection)
年老代的回收分为三个步骤，标记(Mark)、清除(Sweep)、合并(Compact)。标记阶段把所有存活的对象标记出来，清除阶段释放所有死亡的对象，合并阶段 把所有活着的对象合并到老年代的前面，把空闲的片段都留到后面。设计的选型为合并，减少内存的碎片。
2、并行回收器(ParNew回收器)
并行回收器在串行回收器基础上做了改进，他可以使用多个线程同时进行垃圾回收，对于计算能力强的计算机而言，可以有效的缩短垃圾回收所需的尖际时间。
并行回收器是一个工作在新生代的垃圾收集器，他只是简单的将串行回收器多线程快他的回收策略和算法和串行回收器一样。使用XX:+UseParNewGC 新生代ParNew回收器，老年代则使用串行回收器
并行回收器工作时的线程数量可以使用XX:ParaleiGCThreads参数指定，一般最好和计算机的CPU相当，避免过多的栽程影响性能。
3、并CMS(并发GC)收集器
CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。CMS收集器是基于“标记-清除”算法实现的，整个收集过程大致分为4个步骤：
①.初始标记(CMS initial mark)
②.并发标记(CMS concurrenr mark)
③.重新标记(CMS remark)
④.并发清除(CMS concurrent sweep)
4、G1回收器
G1回收器(Garbage-First)实在]dk1.7中提出的垃圾回收器，从长期目标来看是为了取代CMS回收器，G1回收器拥有独特的垃圾回收策略，G1属于分代垃圾回收器，区分新生代和老年代，依然有eden和from/to区,它并不要求整个eden区或者新生代、老年代的空间都连续，它使用了分区算法。