參考文獻：周志明《深入理解Java虛擬機》第二版
因爲 Java 具有自動垃圾回收機制，所以，垃圾收集（Garbage Collection，GC），是 Java 技術的核心之一，是每一個 Java 程序員必知必備的一項技術，爲了深入掌握 Java 技術，我們必須學習 JVM 中的 GC 是如何實現的
GC 中包含三個主要的問題：
- 哪些內存需要回收？
- 什麼時候回收？
- 如何回收？
我們對這三個問題逐一討論
哪些內存需要回收？
首先我們應該清楚，在 Java 內存運行時區域的各個部分中，程序計數器（PC）、虛擬機棧（VM Stack）、本地方法棧（NM Stack）三個區域隨線程而生，隨線程而滅，這幾個區域的內存分配和回收都具有確定性，不必過多考慮 GC 問題。而 Java 堆（Java Heap）和方法區（Method Area）就不一樣了，因爲，一個接口中的多個實現類需要的內存可能不一樣，一個方法中的多個分支需要的內存也可能不一樣，我們只有在程序運行中才能知道會創建哪些對象，所以這部分內存的分配與回收是動態的，我們需要在 Java 堆 和 方法區 中研究 GC 問題
需要回收哪些內存，就是如何判定對象的“生”（正在被使用）或“死”（不會再被使用），有兩種判定方法：
引用計數法
這是一種簡單直接的判定方法，具體實現就是：給對象中添加一個引用計數器，每當它被引用時計數器就加 1 ；引用失效時，計數器就減 1，所以，計數器值爲 0 的對象，就是已經沒用的對象，可以被回收
這種方法實現簡單，判定高效，但是卻幾乎不被 JVM 使用，原因是它有一個致命缺陷：無法解決對象相互循環引用問題，比如，有兩個已經沒用的對象 objA 和 objB ，它們雖已經不會再被程序引用，但是它們相互引用 objA.instance = objB; objB.instance = objA; 這樣一來，它們的引用計數值都不爲 0，無法被清理掉，它們就會一直佔用空間
可達性分析法
這個判定對象“生死”算法是目前比較主流的 ，這個算法的基本思路是通過一系列的稱爲 GC Roots 的對象作爲起始點，然後從這些結點向下搜索，搜索過的路徑稱爲引用鏈，當一個對象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連（或是說從 GC Roots 不可達），就證明對象不可用，可以清除了
如圖，Object 6, 7, 8 都是可清除的對象
那麼，GC Roots 具體都是什麼呢？它包括下面幾種：
- 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
- 方法區中常量的引用對象
- 本地方法棧中 JNI （即一般說的 Native 方法）引用的對象
ps. JVM規範中沒有要求方法區必須有 GC，因爲“性價比”低，過於複雜會影響性能，而且一些 JVM 將 Java 堆與方法區合爲一體，因此，在本文中不討論方法區的GC
什麼時候回收？
因爲 GC 主要發生在 Java 堆中，要回答這個問題就必須先明白 Java 堆的分區和 GC 的分類
Java 堆分爲 新生代 和 老年代 兩個區，其中新生代又分爲 一個 Eden區和 兩個 Survior區（from Survior 和 to Survior），分出兩個 Survior區是因爲新生代回收算法採用 複製算法（後文會講解）
GC 分爲 新生代 GC（Minor GC） 和 老年代 GC（Major GC / Full GC）
新創建的對象實例都會先進入 Eden區， 當 Eden區的空間不夠新對象存入時就會觸發 Minor GC，經歷一次 Minor GC 而未被清除的對象會被存入 Survior區，之後每經歷一次 Minor GC 未被清除，對象的“年齡”就會增長一歲，當歲數足夠時，就會進入老年代，當老年代滿時，就會觸發一次 Full GC
因爲 Java 對象大多都是朝生夕滅，所以 Minor GC 非常的頻繁，一般速度也比較快，Full GC 不常發生，而且速度要比 Minor GC 慢 10 倍以上
如何回收？
這個問題是十分重要的，它就是說 GC 算法是如何實現的，GC 算法有很多，我們在此討論最經典的幾個
標記-清除算法
這是最簡單基礎的 GC 算法，它分爲“標記”、“清除”兩個階段，就是簡單的標記出可回收對象，然後將其清除，不做其他操作
這個方法雖簡單，但是它有兩個弊病：
① 效率不高
② 會產生大量空間碎片（如上圖）
大量的空間碎片會導致大對象進入時，無法找到足夠連續的內存空間，不得不觸發一次 Minor GC
複製算法
它將可用內存分爲大小相等的兩部分，每次只使用其中一塊，當這一塊用完了，就將還存活的對象複製到另一個上面，然後再把使用過的內存空間一次清理掉，這種算法簡單高效，不會產生內存碎片，但是代價是內存容量減小了一半，但是因爲它的高效快速，所以被應用在 Minor GC 中
標記-整理算法
這個算法就是在標記-清除算法的基礎上加入了整理內存空間的功能，它不會產生內存碎片，也不會犧牲空間，但是因爲它要逐個整理導致回收速度緩慢，所以它被應用在老年代 Full GC 中
