深入理解Java虛擬機之垃圾收集一
“生存還是死亡”
如何來判定對象是否存活？針對這個問題書中給出了兩種算法，分別是引用計數算法和可達性分析算法
引用計數算法
該算法的思路簡單並且易於實現。我們給對象中添加一個引用計數器，當有一個地方引用它時，引用計數器就加一，當引用失效時，計數器減一，當計數器為0時就說明該對象不可能再被引用。
客觀的評價，該算法判定效率很高，在很多情況下都是一種不錯的算法，但是，至少主流的Java虛擬機並沒有采用采用這種算法。原因是該算法無法解決對象之間的循環引用問題。
什麽是循環引用呢？筆者認為就是對象之間的嵌套的引用，將對象B賦值給對象A中的字段instance，再將對象A賦值給對象B中的字段instance，這樣就形成了嵌套的互相的引用關系，則引用計數器永遠也不會為0，根據算法規定，兩個對象自然也就不會被回收，但事實並不是這樣，虛擬機成功的回收了兩個對象（具體可以參考《深入理解Java虛擬機》63頁的代碼）。可達性分析算法
從圖中可以直觀的看出，判斷對象是否存活可以檢查該對象是否與GC Roots關聯，或者說是從GC Roots出發，到對象是否存在一條路徑，該路徑也被稱作引用鏈（Reference Chain）。如果可達，那麽該對象可引用，如果對象不可達，那麽該對象不可引用。
在Java語言中，可作為GC Roots的對象包括以下幾種：
- 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
- 方法區中常量引用的對象
- 本地方法棧中JNI（即一般說的Native方法）引用的對象
再探引用：
Java中的引用關系原本只有兩種，引用和未被引用，這種定義是狹隘的，當我們需要描述像”雞肋“這樣的對象時，這種描述顯得無能為力，因此我們引入了其他幾種引用：
- 強引用（只要強引用依然存在，垃圾收集器就不會回收掉被引用的對象）
- 軟引用（在系統將要發生內存溢出異常之前，將會把這些對象列進回收範圍之中進行第二次回收）
- 弱引用（弱引用關聯的對象只能生存到下一次垃圾收集發生之前）
- 虛引用（一個對象是否由虛引用的存在，完全不會對其生存時間構成影響，也無法通過虛引用來取得一個對象實例）
對象的死亡
在可達性分析算法中不可達，或者沒有引用鏈的對象並不會立即死亡，要正式宣告對象的死亡，需要兩個階段：
第一個階段，在可達性分析算法中被發現沒有引用鏈，那麽該對象將會被第一次標記並且進行一次篩選。下面我們來看一下篩選的過程，篩選的條件是該對象是否有必要執行finalize()方法。
當對象沒有覆蓋finalize()方法或者finalize()方法已被虛擬機調用過，那麽，虛擬機將這兩種情況視為”沒有必要執行“。
當對象被判定為有必要執行finalize()方法，那麽該對象將會被放置在一個叫做Queue的隊列之中，並在稍後由一個虛擬機自動建立的、低優先級的Finalizer線程去執行（執行並不以為著虛擬機會等待它的結束），接著（第二個階段），GC將會對F-Queue隊列中的對象進行第二次小規模的標記，如果對象在finalize()方法中成功的進行引用（和引用鏈上的任何一個對象建立關聯），那麽該對象將會被移出”即將回收“集合，反之，該對象將會被GC回收。建議讀者參考周誌明老師的《深入理解java虛擬機》67頁代碼
回收方法區
方法區（永久代）的垃圾收集主要回收兩部分內容：廢棄常量和無用的類
我們先以一個實例來考察一下廢棄常量的回收過程：假如一個字符串"Hello World!"已經進入了常量池中，但是當前系統沒有任何一個String對象是叫做"Hello World!"的，換句話說，也就是沒有一個String對象引用常量池中的”Hello World!"常量，也沒有其他地方引用這個字面量，那麽這時如果發生內存回收，這個常量就會被系統清理出常量池。
下面我們來看一下如何判定一個類是否是“無用的類”
- 該類所有的實例已經被回收，也就是Java堆中不存在該類的任何實例
- 加載該類的ClassLoader已經被回收
- 該類對應的java.lang.class對象沒有任何地方被引用，無法在任何地方通過反射訪問該類的方法
常量池中的其他類（接口）、方法、字段的符號引用也與此類似
虛擬機可以對滿足上述三個條件的無用類進行回收，但並不是和對象一樣，不使用了就必然會回收，是否對類進行回收，虛擬機給出了相關的參數進行調節
垃圾收集算法
字不重要，主要看圖↑
上圖演示了標記-清除算法
顧名思義，標記-清除算法分為兩個階段：標記階段和清除階段
標記階段前文已經介紹過，讀者可以查看上文；清除階段即清除已被標記了的對象
標記-清除算法的缺點主要由兩個，第一：該算法標記和清除的兩個過程的效率都不高；第二：該算法清除了可回收對象後會產生不連續的內存空間，在分配大的連續的對象時，就需要提前觸發一次垃圾收集動作。
字不重要，主要看圖↑
上圖演示了復制算法
復制算法的基本思想是將內存空間分為大小相同的兩部分，當前這半個內存用完時，將其中存活的對象復制到另一半內存中，然後一次性清理掉當前這一半內存空間。
該算法完美的規避了標記-清除算法的缺點，同時也浪費了大量的內存空間
補充：
HotSpot虛擬機是將內存分為一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間，每次使用Eden空間和其中一塊Survivor，當回收時，將Eden和Survivor中還存活著的對象一次性復制到另外一塊Survivor空間，最後清理掉Eden和Survivor空間。HotSpot虛擬機采用分配的比例為8:1，也就是每次有效使用的空間為90%
當Survivor空間不足呢？虛擬機是如何處理的？這裏會涉及到一個分配擔保的問題（類似於銀行貸款的數學模型）,我們在下一篇博文中會詳細介紹。
字不重要，主要看圖↑
上圖演示了標記-整理算法
標記-整理算法的提出和老年代有關。整個算法的執行過程和標記-清除算法一樣，但是後續的步驟不是直接對已標記的對象進行清理，而是讓所有存活的對象都向一邊移動，接著直接清理掉端邊界以外的內存。
分代收集算法
該算法汲取了復制算法和標記-整理算法的長處。我們將Java堆分為新生代和老年代，這樣就可以根據各個年代的特點來選擇算法：
新生代選擇復制算法，老年代選擇標記-整理算法。
HotSpot虛擬機如何發起內存回收？這個問題以後我會專門發一篇博文來進行簡單的介紹，這裏不詳細介紹!
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