準備知識：
存活性分析（怎麼找到垃圾）：
1.Reference Count引用計數（ jvm 沒用，python 裏使用了）
對象被引用，計數器加一，如果數值減到0，就判斷這個對象是垃圾，可以被回收。Objective-C使用這種方式
圖1-1
2.Root Searching根可達算法（主流）
像（圖1-2）中A,B,C相互引用的情況，按引用計數都是1，不是垃圾，不會被回收。
但沒有其他對象引用這3個對象，在java中是可被回收的垃圾
圖1-2
根可達算法：簡單地說，如果可以從任何一個已經定義的變量開始，直接或者通過其他對象的引用來訪問到某個對象，則該對象是可達的
圖1-3
根對象：
線程變量：從一個main方法運行開始，main線程棧中調用到的其他方法，main線程棧中訪問到的對象
靜態變量：方法區中的類靜態屬性引用的對象
常量池：方法區中的常量引用的對象
JNI指針：本地方法棧中JNI（Native方法）的引用的對象
主流編程語言均使用根可達算法
一、常用的垃圾回收算法
一）Mark-Sweep(標記清除算法)
圖2-1
標記階段：通過根可達算法，將沿途的對象進行標記，標記爲存活對象，其他未被標記的對象就是可回收對象。
清除階段：將全部對象掃描一遍，沒有標記的對象都進行清除。
特點：
算法相對簡單，在存活對象比較多的情況下，效率比較高
掃描2遍，效率偏低
容易產生碎片
標記清除算法不適合Eden區
二）Copying(拷貝算法)
圖2-2
拷貝算法：準備一塊新空間，將存活對象都複製到新空間中。然後將舊空間中的對象全部回收。
特點：
適合存活對象較少的情況，適合Eden區
相對於複製清除算法，節省了存在大量對象時重新掃描一遍內存的開銷，且不會產生碎片
但是，增加了內存消耗，實際內存使用率僅50%
HotSpot虛擬機的Serial、ParNew等新生代收集器均採用半區複製分代策略
三）Mark-Compact(標記壓縮)
圖2-3
標記階段（與標記清除算法相同）：過根可達算法，將沿途的對象進行標記，標記爲存活對象，其他未被標記的對象就是可回收對象。
壓縮階段：
- 遍歷堆, 將所有對象通過計算得到新的地址並保存
- 遍歷堆, 將所有子對象的地址更新爲新的地址, 同時更新根集合中的指針.
- 遍歷堆, 將對象集體遷移. 指針的問題都解決了, 可以將對象搬到新家了.
常用實現算法：Lisp2算法、Two-Finger算法
特點：
不會產生碎片，不會產生內存減半的問題
掃描2次，需要移動對象，效率偏低
二、垃圾回收器的分代
ZGC之前的算法存在分代，ZGC及以後的算法不再進行分代
垃圾回收器分代，分爲邏輯分代和物理分代
其中，G1僅在邏輯分代，物理不分代
物理分代
區分爲：Young(新生代) Old(老年代) 其中新生代：老年代=1:2 (JDK1.8)
其他分代
新生代 + 老年代 + 永久代（1.7）Perm Generation/ 元數據區(1.8) Metaspace
1. 永久代 元數據 - Class
2. 永久代必須指定大小限制 ，元數據可以設置，也可以不設置，無上限（受限於物理內存）
3. 字符串常量 1.7 - 永久代，1.8 - 堆
4. MethodArea邏輯概念 - 永久代、元數據
對象何時進入老年代
年齡（age）:
age，官方文檔默認爲15（CMS特殊只有6），age也相當於計數器，每次GC，age+1，age代表GC的次數。
超過指定的年齡（YGC），對象就會進入到老年代
對象分配過程
新創建的對象都會被分配到Eden區(一些大對象特殊處理,直接分配到老年代),這些對象經過第一次Minor GC（YGC）後，如果仍然存活，將會被移到Survivor區。對象在Survivor區中每熬過一次Minor GC，年齡就會增加1歲，當它的年齡增加到一定程度時，就會被移動到年老代中
當Survivor空間不足以容納一次Minor GC之後存活的對象時，就需要依賴其他內存區域（實
際上大多就是老年代）進行分配擔保（Handle Promotion）
按垃圾回收發生的範圍
- 新生代收集Minor GC/Young GC：指目標只是新生代的垃圾收集。
- 老年代收集Major GC/Old GC：指目標只是老年代的垃圾收集。
- 整堆收集（Full GC）：收集整個Java堆和方法區的垃圾收集。
三、常用的垃圾回收器
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圖4-1
圖4-2
- Serial 年輕代 串行回收
- PS 年輕代 並行回收（jdk1.8默認）
- ParNew 年輕代 配合CMS的並行回收
- SerialOld
- ParallelOld
Serial:當工作時所有工作線程都停止，當工作的時候斷開的線程則是垃圾，如果突然加入Serial，則停止，進行垃圾清理
safe point: 線程停止
Serial Old:用在老年代，使用標記壓縮的算法，用的也是單線程
Parallel Scavenge：jdk1.8默認垃圾回收器
Parallel Old:標記壓縮算法
ParNew: Parallel New,在Parallel Scavenge的基礎上做了一些增強，以便可以配合CMS使用
CMS：
圖4-3
- 初始標記：標記根節點
- 併發標記：工作線程和標記同事進行（CMS耗時最長的階段）
- 重新標記：併發標記過程中重新產生的垃圾，重新標記一次
- 併發清理：併發清理階段會產生浮動垃圾
ConcurrentMarkSweep 老年代 併發的， 垃圾回收和應用程序同時運行，降低STW的時間(200ms)
CMS問題比較多，所以現在沒有一個版本默認是CMS，只能手工指定
CMS既然是MarkSweep，
- 就一定會有碎片化的問題，碎片到達一定程度，
- CMS的老年代分配對象分配不下的時候，使用SerialOld 進行老年代回收
併發標記的算法
CMS使用：三色標記算法+incremental Update算法
G1：三色標記算法+SATB算法，主要配合他的Rset來進行
ZGC：用的是顏色指針
本文來自學習 馬士兵老師的教程《JVM調優必備理論知識-GCCollector》 課件：https://gitee.com/kusebingtang/msb_jvm/blob/master/05_GC%20and%20Tuning.md
參考其他學員的筆記：https://blog.csdn.net/bch1991/article/details/109087237