垃圾回收机制 -GC

JVM 内存模型一共包括三个部分：

• 堆 ( Java代码可及的 Java堆 和 JVM自身使用的方法区)、
• 栈 ( 服务Java方法的虚拟机栈 和 服务Native方法的本地方法栈 )
• 保证程序在多线程环境下能够连续执行的程序计数器

Eden区，s0区，s1区，默认数据大小为8 : 1 : 1

新生代: 老年代 默认为 1:2

年轻代 §

年轻代用来存放新近创建的对象，尺寸随堆大小的增大和减小而相应的变化，默认值是保持为堆大小的1/15，可以通过 -Xmn 参数设置年轻代为固定大小，也可以通过 -XX:NewRatio 来设置年轻代与年老代的大小比例，年青代的特点是对象更新速度快，在短时间内产生大量的“死亡对象”

年轻代的特点是产生大量的死亡对象,并且要是产生连续可用的空间, 所以使用复制清除算法和并行收集器进行垃圾回收.对年轻代的垃圾回收称作初级回收 (minor gc)

新生代是 GC 收集垃圾的频繁区域。 当对象在 Eden 出生后，在经过一次 Minor GC 后，如果对象还存活，并且能够被另外一块 Survivor 区域所容纳，则使用复制算法将这些仍然还存活的对象复制到另外一块 Survivor 区域中，然后清理所使用过的 Eden 以及 Survivor 区域，并且将这些对象的年龄设置为1，以后对象在 Survivor 区每熬过一次 Minor GC，就将对象的年龄 + 1，当对象的年龄达到某个值时 ( 默认是 15 岁，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设定 )，这些对象就会成为老年代

对于一些较大的对象 ( 即需要分配一块较大的连续内存空间 ) 则是直接进入到老年代 - 分配担保机制

大对象意味着高额的内存复制的成本

老年代 §

Full GC 是发生在老年代的垃圾收集动作，所采用的是标记-清除算法

老年代里面的对象几乎个个都是在 Survivor 区域中熬过来的，它们是不会那么容易就 “死掉” 了的。因此，Full GC 发生的次数不会有 Minor GC 那么频繁，并且做一次 Full GC 要比进行一次 Minor GC 的时间更长。 另外，标记-清除算法收集垃圾的时候会产生许多的内存碎片 ( 即不连续的内存空间 )，此后需要为较大的对象分配内存空间时，若无法找到足够的连续的内存空间，就会提前触发一次 GC 的收集动作

永久代 §

永久代是Hotspot虚拟机特有的概念，是方法区的一种实现，别的JVM都没有这个东西。在Java 8中，永久代被彻底移除，取而代之的是另一块与堆不相连的本地内存——元空间。

永久代或者“Perm Gen”包含了JVM需要的应用元数据，这些元数据描述了在应用里使用的类和方法。注意，永久代不是Java堆内存的一部分。永久代存放JVM运行时使用的类。永久代同样包含了Java SE库的类和方法。永久代的对象在full GC时进行垃圾收集

GC 流程 §

新创建一个对象，首先判断能否放到Eden区，如果Eden区满了，会触发mirrorGc「所有的 Minor GC 都会触发“全世界的暂停（stop-the-world）”，停止应用程序的线程，但这段时间可以忽略不计」。此时Eden区和s0区中存活的对象移至s1区，并标志对象的分代年龄，eden区和s0区清空，如果此时对象还无法放置eden区，则直接放置老年代。反之亦然

一般情况新创建的对象会放到新生代中，只有经过一定次数的GC后还没有被回收的对象，我们认为这部分对象在未来也会长时间存在，所以会把这部分的对象转移到老年代的区域中去

分代年龄存储到java对象头中。如果old区满了，会触发fullGc，我们尽量避免fullGc「fullGc暂停所有正在执行的线程(Stop The World)，来回收内存空间，这个时间需要考虑地

垃圾回收的流程类似下面几个步骤：

1、 第一次GC会把Eden区的不可回收对象拷贝到S1区，然后把Eden区的所有对象进行清理。

2、第二次GC会把Eden区和S1区不可回收的对象拷贝到S2区，然后把Eden区和S1区的所有对象进行清理。

3、第三次GC会把Eden区和S2区不可回收的对象拷贝到S1区，然后把Eden区和S2区的所有对象进行清理。

每次GC都都能保证S区有一块空白连续的内存可以提供我们使用

垃圾回收算法 §

常见的垃圾回收算法有标记-清除算法、复制算法、标记整理算法和分代收集算法。以下是它们的对比：

1. 标记-清除算法：这是一种最古老的垃圾回收算法，它分为标记和清除两个阶段。在标记阶段，垃圾回收器标记所有还在使用的对象；在清除阶段，垃圾回收器清除所有未被标记的对象。由于需要扫描整个堆内存，因此标记-清除算法的效率较低，同时容易产生内存碎片。
2. 复制算法：这是一种将堆内存分为两个区域的垃圾回收算法。在第一个区域中，存放正在使用的对象；在第二个区域中，存放新创建的对象。当第一个区域满了之后，将第一个区域中的存活对象复制到第二个区域中，然后清空第一个区域。由于只需要扫描存活对象，因此复制算法的效率较高，但需要额外的内存空间用于复制。
3. 标记整理算法：这是一种改进版的标记-清除算法，它能够解决内存碎片的问题。在标记阶段，垃圾回收器标记所有还在使用的对象；在整理阶段，垃圾回收器将所有存活对象移动到堆内存的一端，然后清空另一端的内存空间。这样可以避免出现内存碎片，但需要额外的整理操作。
4. 分代收集算法：这是一种将堆内存分为新生代和老年代两个区域的垃圾回收算法。新生代中存放新创建的对象，老年代中存放已经存活一段时间的对象。由于新生代中对象的生命周期较短，因此可以使用复制算法进行垃圾回收，而老年代中对象的生命周期较长，因此可以使用标记整理算法进行垃圾回收。

常见的Java垃圾回收器包括串行垃圾回收器(Serial GC)、并行垃圾回收器(Parallel GC)、CMS垃圾回收器、G1垃圾回收器等。这些垃圾回收器在实现上采用了不同的垃圾回收算法和优化策略，以适应不同的应用场景。比如：

1. 串行垃圾回收器：使用标记-清除算法，适用于单线程环境下的小型应用程序。
2. 并行垃圾回收器：使用复制算法或标记整理算法，适用于多核CPU环境下的中小型应用程序。
3. CMS垃圾回收器：使用标记-清除算法和并发标记-清除算法，适用于对响应时间有较高要求的大型应用程序。
4. G1垃圾回收器：使用分代收集算法和标记整理算法，适用于具有大量对象和大量并发线程的大型应用程序。