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什么是Java的垃圾回收机制
垃圾回收机制，简称 GC
- Java 语言不需要程序员直接控制内存回收，由 JVM 在后台自动回收不再使用的内存
- 提高编程效率
- 保护程序的完整性
- JVM 需要跟踪程序中有用的对象，确定哪些是无用的，影响性能
Java垃圾回收与c语言的垃圾回收最大的区别在于：java的垃圾回收由jvm在后台自动回收不在使用的内存，而C语言需要人为的控制内存的回收。
垃圾回收机制的意义
内存也只是一个容器，如果说一直往内存放数据，而不进行管理与清除回收的话，总有一天，这块区域会被完全占满，而且在这个过程中还可能会出现两个问题：内存泄漏与内存溢出。
内存泄漏与内存溢出
概念
内存泄漏：应用程序不再使用对象，但是垃圾回收器无法删除它们，因为它们已被引用。
内存溢出：指程序申请内存时，没有足够的内存供申请者使用，或者说，给了你一块存储int类型数据的存储空间，但是你却存储long类型的数据，那么结果就是内存不够用，此时就会报错OOM,即所谓的内存溢出。
大量的内存泄漏的后果就是会造成内存溢出，但是内存溢出不一定是因内存泄漏造成的。
内存溢出的原因
1.内存中加载的数据量过于庞大，如一次从数据库取出过多数据；
2.集合类中有对对象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收；
3.代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体；
4.使用的第三方软件中的BUG；
5.启动参数内存值设定的过小
解决内存溢出的方法
- 修改JVM启动参数
（-Xms:设置初始分配大小， -Xmx:最大分配内存）
- 检查错误日志
- 对代码进行分析，查找可能会造成内存溢出的地方
垃圾回收
如何确定哪些对象需要进行回收
此处有两种方法来判断：引用计数法和可达性分析算法
引用计数发：给对象添加一个引用计数器，如果有对该对象引用时，那么计数器加1，引用失效时，计数器减1.但是现在jvm并没有使用这个算法，因为不能解决对象间循环引用的问题
可达性分析算法：通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收。程序把所有的引用关系看成一张图，由GC Roots的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何一个引用链时，则认为此对象不可用。
此图中虽然Object5还保留有对6和7的引用，但是已经没有引用链通向GC Roots，所以认为该对象已经没有引用。
在java中可以作为GC Roots的对象：
- 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象；
- 方法区中类静态属性引用的对象；
- 方法区中常量引用的对象；
- 本地方法栈中 JNI（Native 方法）引用的对象。
什么时候进行回收操作
- CPU空闲的时候自动进行回收
- 堆内存满了之后
- 主动调用System.gc()
如何回收
标记-清除算法
最基础的一种算法，分为两步。第一步进行标记，第二步进行回收。经过分析后对可以回收的对象进行标记，而后回收被标记的对象。
优点：简单易懂
缺点：回收之后会产生不连续的内存碎片，影响存储。
执行如下：
回收之前
执行之后：
标记-整理算法
与标记-清除算法类似，，区别在于对可回收对象回收后还会对存货对象进行整理，不会产生不连续的内存碎片。
执行如下：
回收之前：
回收之后：
复制算法
将内存分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块，垃圾收集时，遍历该内存空间内所有的对象，将还存活的对象复制到另一块内存中，然后清除这一块的所有的对象。这样就不用考虑会产生不连续的内存碎片，只是原本的空间会被分为两份，导致可用空间变小，回收频率会增加
执行如下：
回收之前：
回收之后：
分代算法
分代算法其实并不是一个新的算法，只是不同的对象生命周期不同，故采取不同的算法回收已提高效率。
根据生命周期的不同，将内存划分为：年轻代，老年代，永久代。
新生代
大部分新产生的对象都是存放在新生代中，目的就是快速的回收那些生命周期较短的对象，这种回收也称为Minor GC，使用的算法为复制算法。
新生代又划分为3部分，一个Eden区和两个Survivor区（Survivor1和Survivor2），默认情况下内存大小比例为8:1:1。新产生的大部分对象都是存在于Eden区，当发生回收时，会将存活对象复制到Survivor1中，然后清空Eden区。当Survivor1也存满时，会将Survivor1与Eden区的存活对象复制到Survivor2中，清空Eden与Survivor1。
出现以下两种情况时，则不再将存活对象复制到Survivor2而是老年代：
1）、当Survivor2内存不够存放Eden与Survivor1的存活对象时，会直接复制到老年代
2）、在Survivor中经过多次GC后依然存活的对象，默认是15次。
由于新生代的对象生命周期较短，产生对象的速度也快，所以Minor GC频率高，但是这种方法不会影响到老年代的GC。
老年代
前面说到大部分的新生的对象都是存入到新生代，当然还有例外，那就是较大的新生对象会直接放入老年代而不是新生代，因为新生代与老年代在配置时，新生代的内存会远小于老年代，如果对象较大的话可能放不下。
老年代中存储的对象还有就是经过新生代多次GC后依旧存活的对象，所以老年代中存储的对象生命周期都比较长，故使用的算法为标记清除和标记整理算法，这种回收也称为Full GC。
Full GC的频率较少，但是Full GC是针对整个堆内存的回收，耗时长。
永久代
JDK8取消了永久代，诞生了元空间。元空间与永久代的本质类似，但是有个最大的区别就是：元空间使用的内存区域不在虚拟机，而是本地空间。
垃圾收集器
新生代使用的：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
老年代使用的：Serial Old、Parallel Old、CMS
还有一个堆回收器：G1