GC中的垃圾特指于内存中不会再使用的对象，垃圾回收有很多算法：

• 引用计数法
• 标记压缩法
• 复制算法
• 分代，分区的思想

引用计数法

• 古老而经典，但是有一些严重的问题
• 核心是当对象被引用的时计数器加1，引用失效时减1
• 问题：
  • 无法处理循环引用的情况
  • 每次进行加减操作比较浪费系统性能

标记清除法

• 分为标记和清除俩个阶段进行处理内存中的对象
• 弊端：
  • 导致空间碎片问题，垃圾回收后的空间不是连续的，不连续的内存空间的工作小徐要低于连续的空间

复制算法*

• 核心思想是将内存空间分为俩块，每次只使用其中一块，垃圾回收时，将正在使用的内存中的存留对象复制到未被使用的内存块中去，之后去清除之前正在使用的内存块中的所有对象，反复去交换俩个内存的角色，完成垃圾收集。
• java新生代中的from和to空间就是使用这个算法

标记压缩法*

• 标记压缩在标记清除法之上做了优化，把存活的对象压缩到内存一端（避免空间碎片问题），而后进行垃圾清理
• java老年代使用的是标记压缩算法

为啥新生代和老年代使用不同的算法？

• 年轻代对象因为生命周期短，每次有约90%以上对象的占用空间被回收，采用“复制-清除”算法清理，具体过程：
  将新生代分为一个Eden空间和两个Survivor空间，默认Eden空间和Survivor空间的比例为8:1，对象分配到Eden和其中一个Survivor空间，回收时将存活的对象复制到另一个Survivor空间，然后将Eden空间和先前使用的Survivor空间清理。
• 老年代因对象生命周期较长，每次回收只有少部分对象没清理，如果使用“复制-清理”算法的话需要额外预留更多的空闲空间用于复制生存对象，（ 例如，100M的老年代占用空间 每次能回收50% ，那么他需要预留50M的空间 内存使用上不经济 ）所以回收时使用“标记-整理”算法。

分代算法

• 呵呵，看上一个问题：为啥新生代和老年代使用不同的算法？

分区算法

• 被oracle收购后，提出的新算法，应用还不广泛，还在摸索，G1使用的就是这个算法
• 将整个内存分为N多个小的独立空间，每个小空间可以独立使用，这样细粒度的控制一次回收多少个小空间和那些小空间，而不是对整个空间进行GC，进而提升性能，减少GC的停顿时间

GC的停顿时间

• 为了高效的让垃圾回收器可以高效的执行，大部分情况下，会要求系统进入一个停顿的状态，停顿的目的是终止所有应用线程，只有这样系统才不会有新的垃圾产生，同时停顿保证了系统状态咋某一瞬间的一致性，也有益于更好的标记垃圾对象，因此在垃圾回收时，都会产生应用程序的停顿

对象如何进入老年代

• 对象首次创建时会被放在新生代的eden区，如果没有gc介入，则对象不会离开eden区，一般来讲，只要对象的年龄达到一定的大小，就会自动离开年轻代，进入老年代，对象的年龄是由对象经历gc的次数决定的，在新生代如果对象没有被回收则年龄加一，虚拟机提供了一个参数来控制新生代对象的最大年龄，当超过这个年龄范围就会晋升到老年代，这个参数就是 -XX:MaxTenuringThreshold 默认情况下为15
• 另外，大对象，即新生代eden区无法装入时，也会直接进入老年代，jvm有个参数可以设置对象的大小超过指定的大小后，直接晋升老年代-XX:PretenureSizeThreshold,但是要注意TLAB区域有限分配空间,虚拟机对于体积不大的对象 会优先把数据分配到TLAB区域中，因此会失去在老年代分配的机会

关于TLAB区

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test{

    public static void main(String[] args) {
      
        //参数：-Xmx30M -Xms30M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -XX:PretenureSizeThreshold=1000
        //这种现象原因为：虚拟机对于体积不大的对象 会优先把数据分配到TLAB区域中，因此就失去了在老年代分配的机会
        //参数：-Xmx30M -Xms30M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -XX:PretenureSizeThreshold=1000 -XX:-UseTLAB
        Map<Integer, byte[]> m = new HashMap<Integer, byte[]>();
        for(int i=0; i< 5*1024; i++){
            byte[] b = new byte[1024];
            m.put(i, b);
        }
    }
}

以上程序启动（注意加上jvm参数）之后你会看到老年代的使用率几乎为0，这种现象原因为：虚拟机对于体积不大的对象 会优先把数据分配到TLAB区域中，因此就失去了在老年代分配的机会，java的每个线程都是默认使用TLAB区的，如果要禁用，则加上jvm参数-XX:-UseTLAB，会看到老年代使用的内存大致为5M

• TLAB区的全称是Thread Local Allocation Buffer，线程本地分配缓存，线程专用的内存分配区域，为了加速对象分配而生的，每个线程都有一个TLAB，来避免多线程冲突的问题，提高对象分配的效率，TLAB空间一般不会太大，当大对象无法再TLAB分配时，则会直接分配到堆上
• -XX:+UseTLAB 使用TLAB
• -XX:+TLABSize设置TLAB大小
• -XX:TLABRefillWasteFraction 设置维护进入TLAB空间的单个对象大小，他是一个比例值，默认是64，即如果对象大于整个空间的1/64,则在堆创建对象
• -XX:+PrintTLAB查看TLAB信息，要与-XX:DoEscape Analysis 配合使用，禁用逃逸分析参数
• -XX:ResizeTLAB自动调整TLABRefillWasteFraction阈值
• jdk1.7之后，TLAB区是自动调整的，不建议修改

对象的创建流程

• 尝试栈上分配，能分配则在栈上分配
• 不能分配，尝试TLAB分配
• 对象大小未超过TLAB阈值，分配到TLAB
• 超过TLAB阈值，尝试在堆上分配，
• 超过PretenureSizeThreshold（jvm参数，可以设置对象的大小超过指定的大小后，直接晋升老年代），分配到老年代
• 否则在eden区分配

垃圾收集器

• 串行垃圾回收器
  使用单线程镜像垃圾回收的回收器，垃圾收集时只有一个工作线程，设置方式：-XX:+UseSerialGC，此时新生代和老年代都是使用串行垃圾回收器，对于并行能力较弱的计算机来说，串行的垃圾回收器会有更好的性能表现
• 并行垃圾回收器
  • 使用多线程同时进行垃圾回收，对于并行能力较强的计算机而言，可以缩短垃圾回收所需的实际时间
  • ParNew回收器是一个工作在新生代的垃圾收集器，他只是简单的将串行回收器多线程化，他的回收策略和算法与串行回收器一样
    • 使用 -XX:+UseParNewGC,新生代使用ParNew回收器，老年代还是使用串行回收器
    • -XX:ParallelGCThreads可以指定工作线程数，一般和计算机的cpu个数相当，避免过多的线程影响性能
  • *新生代ParallelGC回收器，使用了复制算法的收集器，也是多线程独占形式的收集器，但ParallelGC回收器有个非常重要的特点--非常关注系统的吞吐量，提供了俩个非常关键的参数控制系统的吞吐量
    • -XX:MaxGCPauseMillis设置最大垃圾收集停顿时间，虚拟机会把GC的停顿时间控制在这个值以内，但是该值设置过小，会导致GC频繁，从而增加了GC的总时间.
    • -XX:GCTimeRatio设置吞吐量大小，他是个0到100之间的数，默认99，那么系统将花费不超过1/（1+n）的时间用于垃圾回收，也就是1/(1+99),即1%的时间
    • 另外还可指定-XX:+UseAdaptiveSizePolicy,打开自适应模式，这种模式下，新生代的大小，eden，from/to区的比例，以及晋升老年代的对象年龄参数会被自动调整，以达到在堆大小，吞吐量和停顿时间之间的平衡点
  • *老年代ParallelOldGC，多线程回收器，也是一种关注吞吐量的回收器，使用了标记压缩法进行实现
    • -XX:+UseParallelOldGC进行设置使用
    • -XX:+ParallelGCThreads设置垃圾收集时线程数量
• CMS回收器（主流）
  • 全称为Concurent Mark Sweep ，并发标记清除，使用标记清除法，主要关注系统停顿时间
  • 使用-XX:+UseConcMarkSweepGC进行设置使用
  • 使用-XX:ConcGCThreads设置并发线程数量
  • CMS并不是独占的回收器，在CMS回收的过程中，应用程序仍然在不停的工作，同时会有新的垃圾产生，所以在使用CMS的时候应确保应用程序的内存足够可用，CMS不会等到应用程序饱和的时候才去回收垃圾，而是在某一阈值的时候开始回收，可以使用-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction来指定，默认是68，即当老年代的空间使用率达到68%的时候，会执行CMS回收，如果内存使用率增长的很快，在CMS执行的过程中，已经出现了内存不足的情况，此时CMS回收就会失败，虚拟机将启动老年代串行回收器进行垃圾回收，这会导致应用程序中断，知道垃圾回收完成后才会正常工作，这个过程GC的停顿时间可能较长，所以-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction参数的设置要根据实际的情况
  • 标记清除法有个缺点是产生空间碎片，CMS有个参数：-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection可以使CMS回收完成之后进行一次碎片整理，-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction可以设置进行多少次CMS回收后，对内存进行一次压缩
• G1回收器（发展中）
  • Garbage-First是jdk1.7中提出的垃圾回收器，从长期目标来说是为了取代CMS回收器，有独特的垃圾回收策略，G1属于分代垃圾回收器，区分新生代和老年代，依然有eden和from/to区，它并不要求整个eden区或者新生代，老年代的空间都连续，它使用了分区算法
  • 并行性：G1回收期间可以多线程同时工作
  • 并发性：G1拥有与应用程序交替执行能力，部分工作可以与应用程序同时执行，在整个gc期间不会完全阻塞应用程序
  • 兼顾新生代和老年代一起工作，之前的垃圾收集器他们或者在新生代或者老年代工作，这是一个很大的不同，
  • 空间整理：G1在垃圾回收过程中，不会像CMS那样若干次GC之后需要进行碎片整理，G1采用了有效复制对象的方式，减少空间碎片
  • 可预见性：由于分区的原因，G1可以只选取部分区域进行回收，缩小了回收的范围，提升了性能
  • 使用-XX:+UseG1GC 配置使用
  • 使用-XX:MaxGCPauseMillis指定最大停顿时间
  • 使用-XX:ParallelGCThreads设置并行回收的线程数量