Java的GC原理

一、概述

Java语言中一个显著的特点就是引入了垃圾回收机制，使c/c++程序员最头疼的内存管理的问题迎刃而解，它使得 Java 程序员在编写程序的时候不再需要考虑内存管理，JVM替我们完成了这部分工作。

二、回收步骤

主要完成3件事：

1、确定哪些内存需要回收？
2、确定什么时候需要执行GC？
3、如何执行GC？

三、何为垃圾？

Java中那些不可达的对象就会变成垃圾。那么什么叫做不可达？其实就是没有办法再引用到该对象了。主要有以下情况使对象变为垃圾：

1.对非线程的对象来说，所有的活动线程都不能访问该对象，那么该对象就会变为垃圾。
2.对线程对象来说，满足上面的条件，且线程未启动或者已停止。

四、啥时回收？

不确定。

垃圾回收机制是由垃圾收集器（Garbage Collection，即GC）来实现的，GC是后台的守护进程。它的特别之处是它是一个低优先级进程，但是可以根据内存的使用情况动态的调整他的优先级。因此，它是在内存中低到一定限度时才会自动运行，从而实现对内存的回收。这就是垃圾回收的 时间不确定 的原因。

为何要这样设计：因为GC也是进程，也要消耗CPU等资源，如果GC执行过于频繁会对java的程序的执行产生较大的影响（java解释器本来就不快），因此JVM的设计者们选着了不定期的gc。

五、怎样回收？

说来话长。概括的说，就是： 分代分配内存，分代回收垃圾 。

这里说的内存，主要是指JVM中的堆区，因为对象保存在这里。

在垃圾回收器回收内存之前，需要一些清理工作。
因为垃圾回收gc只能回收通过new关键字申请的内存（在堆上），但是堆上的内存并不完全是通过new申请分配的。还有一些本地方法（一般是调用的C方法）。这部分“特殊的内存”如果不手动释放，就会导致内存泄露，gc是无法回收这部分内存的。所以需要在finalize中用本地方法(native method)如free操作等，再使用gc方法。

1、分代分配

将堆区分为3个区域：

轻生代（Young Generation）、老年代（Old Generation）、永久代（Permanent Generation）

这三个代里面， 永生代 则对应JVM中的方法区，存放的是类的结构信息，以及运行时常量池之类的东东；而 新生代 和 老年代 分别用于存放不同时期的对象或大小不一的对象。这里面有一系列算法。简而言之，就像人的生命周期一样，新创建的对象放在新生代（比较大也可以直接放到老年代），而新生代又分为伊甸区和两个存活区，对象会在这些区域之间搬来搬去。

经过几轮回收淘汰以后，移到老年代。

2.分代回收

新生代：采用停止-复制算法。停止（Stop-the-world）”的意义是在回收内存时，需要暂停其他所 有线程的执行。

老年代：采用标记-整理算法，即：标记出仍然存活的对象（存在引用的），将所有存活的对象向一端移动，以保证内存的连续。

永久代：不一定需要回收。