一. 如何找到一個垃圾？
java
1) 引用計數算法：給對象添加一個引用計數器，有一次引用，計數器值就加1；當引用失效時，計數器值就減1。不少流程的編程語言例如Python都使用這種方法管理內存，可是主流的Java虛擬機沒有選用它，主要緣由是它很難解決對象之間相互循環引用的問題。面試
2) 根可達性分析算法：由於引用計數算法沒法解決對象之間相互循環引用的問題，繼而引出了這個算法。思想是以GC Roots做爲起始點開始向下搜索，所走過的路徑成爲引用鏈，當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈時，則這個對象是不可用的，就是垃圾。如圖所示：算法
二. 找到一個垃圾後，如何清除它？編程
1) Mark-Sweep(標記清除)：先標記出可回收的對象，而後清除。以下黑色部分爲可回收對象，灰色部分爲存活對象，綠色部分爲未使用對象。服務器
它的主要不足有兩個：
微信
1. 標記和清除兩個過程的效率都不高
併發
2. 另外一個是空間的問題，標記清除以後產生了大量不連續的內存碎片，碎片會致使之後須要分配較大對象時，沒法找到足夠的連續內存，繼而提早觸發另外一次垃圾收集動做。app
2) Copying(拷貝)：將內存劃分爲兩塊，將存活對象所有copy到下面的區域，而後把上面的所有清除。編程語言
新生代中的Survivor1和Survivor2就是這樣的。學習
缺點：浪費內存
3) Mark-Compact(標記壓縮或者標記整理)：既不想碎片化，又不想浪費內存，就先將回收的對象標記起來，而後一邊回收，一邊把存活對象向一端移動。
缺點：效率偏低
三. 內存分配和回收的過程是什麼樣子的
內存分配與回收策略以下圖：
名詞解釋：
YGC ==Young GC == Minor GC 新生代回收
Major GC 老年代回收
Full GC 新生代和老年代一塊回收
圖示解釋：
1) new出一個對象，首先嚐試在棧上分配，若是能直接分配下，就在棧上分配。對象在棧裏一旦pop，對象就沒了。(棧上分配好處：不須要GC介入，對象用完就能夠消失，可是棧的空間很是小)
2) 若是棧上分配不下，而且對象比較大，會直接進入老年代，經歷Major GC/Full GC的回收，而後消亡。
3) 若是對象不夠大，先在線程本地分配 (TLAB: Thread Local Allocation Buffer)，若是TLAB滿了，直接進入Eden，無論進不進入TLAB，最終都會進入Eden區域，進入Eden區域會競爭資源，出現線程同步，特別消耗資源，所以Hotspot作了優化，Eden區域爲每一個線程都分配了一小塊區域，這樣就不會每一個線程都去搶奪資源。
4) 在Eden區域，對象若是能被GC清除，直接就消亡了
5) 在Eden區域，若是回收不掉，進入Survivor1區域，而後再次回收，年齡加1，若是年齡到了(CMS默認是6歲，其餘默認都是15歲)，而後進入老年代，若是年齡沒到，進入Survivor2區域，而後再次回收，循環往復，Survivor1和Survivor2還會來回替換（由於有個copy垃圾回收算法），直到進入老年代。
四. 垃圾收集器(10種)
前面六個是分代模型，後面四個是不分代模型。
1. 垃圾收集器的發展路線，是隨着內存愈來愈大的過程而演進的。
從分代算法演化到不分代算法
Serial算法 幾十兆
Parallel算法 幾個G
CMS 幾十個G 承上啓下，開始併發回收
-三色標記-
2. JDK誕生，Serial追隨 提升效率，誕生了PS，爲了配合CMS，誕生了PN，CMS是1.4版本後期引入，CMS是里程碑式的GC，它開啓了併發回收的過程，可是CMS毛病較多，併發垃圾回收的緣由是由於沒法忍受Serial回收的STW。
3. Serial 收集器 年輕代 串行回收
特色：在回收垃圾時，必須暫停其餘全部的工做線程，知道它收集結束
4. PS 年輕代 並行回收
5. ParNew 年輕代 配合CMS的並行回收，它和Parallel Scavenge同樣，區別就是它配合CMS使用。
6. Serial Old 收集器
7. Parallel Old
8. CMS 全稱 ConcurrentMarkSweep 老年代 併發的，垃圾回收和應用程序同時進行，下降STW的時間(200ms)，CMS問題不少，因此沒有一個版本默認是CMS，只能手動設定。CMS既然是MarkSweep，就必定會有碎片化的問題，碎片達到必定的程度，CMS老年代分配對象分配不下的時候，使用Serial Old進行老年代回收。(面試重災區)
主要有四個過程：
初始標記、併發標記、從新標記、併發清理
CMS的缺點是：產生了浮動垃圾，而且使用Serial Old來清理整個老年代，這是CMS設計的缺陷；可是若是CMS作好調優，支持的內存要比Parallel Old大的多。
想象一下：
PS + PO -> 加內存 換垃圾回收器 -> PN + CMS + Serial Old (幾個小時-幾天的STW) ,幾十個G 的內存，單線程的回收 -> G1 + Full GC 幾十個G -> 上T內存的服務器 ZGC
CMS併發標記採用的是: 三色標記法 + Incremental Update
9. G1 垃圾回收器 （200ms - 10 ms）
算法：三色標記 + SATB
因爲愈來愈多的內存須要回收，必然會產生STW，因此G1應運而生。
邏輯分代，物理不分代。
10. ZGC (10ms - 1ms ) PK C++
算法：ColoredPointers + LoadBarrier
11. Shenandoah
算法：ColorPointers + WriteBarrier
CMS中新生代的默認年齡是6，PS/PO中新生代的默認年齡是15，進入老年代，能夠經過參數：-XX：MaxTenuringThreshold配置
jdk1.0自帶的Serial和Serial Old，如今用的最多的是Parallel Scavenge和Parallel Old，調優用的是ParNew和CMS，jdk1.8用G1也沒有問題
上圖：前面六種，通常都是新生代和老年代配合使用。ParNew和CMS，Serial和Serial Old，Parallel Scavenge和Parallel Old。
jdk1.8默認是Parallel Scavenge和Parallel Old，不論是單線程Serial仍是並行Parallel，只要人多，都會出現問題，因此就有了承前啓後的ParNew和CMS。
本文分享自微信公衆號 - Java學習進階手冊（javastudyup）。
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