一、为什么需要垃圾回收
如果不进行垃圾回收，内存迟早都会被消耗空，因为我们在不断的分配内存空间而不进行回收。除非内存无限大，我们可以任性的分配而不回收，但是事实并非如此。所以，垃圾回收是必须的。
二、哪些内存需要回收？
哪些内存需要回收是垃圾回收机制第一个要考虑的问题，所谓“要回收的垃圾”无非就是那些不可能再被任何途径使用的对象。那么如何找到这些对象？
1、引用计数法
这个算法的实现是，给对象中添加一个引用计数器，每当一个地方引用这个对象时，计数器值+1；当引用失效时，计数器值-1。任何时刻计数值为0的对象就是不可能再被使用的。这种算法使用场景很多，但是，Java中却没有使用这种算法，因为这种算法很难解决对象之间相互引用的情况。
public Class RCGC{ public Object instance = null; private staic final int _1MB = 1024 * 1024; public staic void test(){ RCGC A = new RCGC(); RCGC B = new RCGC(); A.instance = B; B.instance = A; A = null; //A 虽然已经未空，但是仍有引用 B = null; System.gc(); } }
2、可达性分析算法
当一个对象到GC Roots没有任何引用链（即GC Roots到对象不可达）时，则证明此对象是不可用的。
三、四种引用状态
无论是通过引用计数法判断对象的引用数量，还是通过根搜索算法判断对象的引用链是否可达，判定对象是否存活都与“引用”有关。在JDK 1.2之前，Java中的引用的定义很传统：如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用。这种定义很纯粹，但是太过狭隘，一个对象在这种定义下只有被引用或者没有被引用两种状态，对于如何描述一些“食之无味，弃之可惜”的对象就显得无能为力。我们希望能描述这样一类对象：当内存空间还足够时，则能保留在内存之中；如果内存在进行垃圾收集后还是非常紧张，则可以抛弃这些对象。很多系统的缓存功能都符合这样的应用场景。
在JDK 1.2之后，Java对引用的概念进行了扩充，将引用分为强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）、虚引用（Phantom Reference）四种，这四种引用强度依次逐渐减弱。
四、对象死亡的标记过程：
即使在可达性分析算法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的，这时候它们暂时处于“缓刑”阶段，要真正宣告一个对象死亡，至少要经历再次标记过程。
标记的前提是对象在进行可达性分析后发现没有与GC Roots相连接的引用链。
1).第一次标记并进行一次筛选。
筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。
当对象没有覆盖finalize方法，或者finzlize方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”，对象被回收。
2).第二次标记
如果这个对象被判定为有必要执行finalize（）方法，那么这个对象将会被放置在一个名为：F-Queue的队列之中，并在稍后由一条虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程去执行。这里所谓的“执行”是指虚拟机会触发这个方法，但并不承诺会等待它运行结束。这样做的原因是，如果一个对象finalize（）方法中执行缓慢，或者发生死循环（更极端的情况），将很可能会导致F-Queue队列中的其他对象永久处于等待状态，甚至导致整个内存回收系统崩溃。
Finalize（）方法是对象脱逃死亡命运的最后一次机会，稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模标记，如果对象要在finalize（）中成功拯救自己----只要重新与引用链上的任何的一个对象建立关联即可，譬如把自己赋值给某个类变量或对象的成员变量，那在第二次标记时它将移除出“即将回收”的集合。如果对象这时候还没逃脱，那基本上它就真的被回收了。
/* * 此代码演示了两点： * 1.对象可以再被GC时自我拯救 * 2.这种自救的机会只有一次，因为一个对象的finalize()方法最多只会被系统自动调用一次 * */ public class FinalizeEscapeGC { public String name; public static FinalizeEscapeGC SAVE_HOOK = null; public FinalizeEscapeGC(String name) { this.name = name; } public void isAlive() { System.out.println("yes, i am still alive :)"); } @Override protected void finalize() throws Throwable { super.finalize(); System.out.println("finalize method executed!"); System.out.println(this); FinalizeEscapeGC.SAVE_HOOK = this; } @Override public String toString() { return name; } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { SAVE_HOOK = new FinalizeEscapeGC("leesf"); System.out.println(SAVE_HOOK); // 对象第一次拯救自己 SAVE_HOOK = null; System.out.println(SAVE_HOOK); System.gc(); // 因为finalize方法优先级很低，所以暂停0.5秒以等待它 Thread.sleep(500); if (SAVE_HOOK != null) { SAVE_HOOK.isAlive(); } else { System.out.println("no, i am dead : ("); } // 下面这段代码与上面的完全相同,但是这一次自救却失败了 // 一个对象的finalize方法只会被调用一次 SAVE_HOOK = null; System.gc(); // 因为finalize方法优先级很低，所以暂停0.5秒以等待它 Thread.sleep(500); if (SAVE_HOOK != null) { SAVE_HOOK.isAlive(); } else { System.out.println("no, i am dead : ("); } } }
五、 垃圾收集算法
1、标记-清除
缺点：
- 效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高；
- 空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。
2、复制算法
1）优点：每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即 可，实现简单，运行高效。
2）缺点：算法的代价是将内存缩小为了原来的一半，未免太高了一点。
3、标记整理算法
根据老年代的特点，有人提出了另外一种“标记-整理”（Mark-Compact）算法，标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
4、分代收集算法
1）在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。
2）在老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用"标记—清理"或者"标记—整理"算法来进行回收。
六、Java回收方式
Java回收类似于复制算法，但是复制算法每次都会空闲一半的空间，所以Java中改进了这种复制算法。
研究表明，新生代中的对象98%是“朝生夕死”的，所以并不需要按照1∶1的比例来划分内存空间，而是把新生代内存分成三个部分：Eden , Survivor1, Survivor2 , 比例是8：1：1，每次只使用Eden和其中一块Survivor。
1）当垃圾回收时，把这两块区域中还活着的对象复制到另外一个Survivor，也就是每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的90%，只有10%的内存会被“浪费”。
2）当然，我们没有办法保证每次回收都只有不多于10%的对象存活，当Survivor空间不够用时，请进老年代（养老院）吧。
七、垃圾收集器
