话题：简单描述下jvm的垃圾回收策略，比如引用计数、标记清除等策略

从Java堆内存说起

堆是在JVm启动时候创建的，主要是维护运行时数据，如运行过程中创建的对象和数组都是基于这块内存空间。Java堆内存是非常重要的元素，如果我们动态创建的对象没有及时回收，持续堆积，最后会导致堆空间被占满，内存溢出。

因此，Java提供看一种垃圾回收机制，在后台创建一个收获线程。该线程在内存紧张的时候自动跳出来，把堆内存全部进行回收，从而保证程序的正常运行。

什么是垃圾

所谓“垃圾”，是指不再存活的对象们。常见的判断方法有2种：引用计数法和可达性分析

引用计数法

为每一个创建的对象分配一个引用计数器，用来存储该对象被引用的次数。次数为零，表示没有人在使用这个对象，可以认为“对象死亡”。但是，这种方案存在严重的问题，就是无法检测“循环引用”：当两个对象相互引用，即使他们不被外界任何东西引用，他们的计数都不为零，因此永远不会被回收。而实际上对于开发者而言，这两个对象已经完全没有用处。

可达性分析

基本思路是把所有引用的对象看成一棵树，从树的根节点出发，持续遍历查找所有连接的树枝对象，这些对象被称作可达对象或存活对象。其余的对象则被称为不可达对象或垃圾。

回收策略

1 、标记-清理

第一步，利用可达性遍历堆内存，把存活对象和“垃圾”进行标记。

第二步，再遍历一遍，把所有“垃圾”所占用的空间直接清空。

特点：简单方便，容易产生内存碎片

2 、标记-整理

在清理的时候，把所有存活对象扎堆到同个地方，让他们待在一起，这样就没有内存碎片。

这两种方案适合 存活对象多，垃圾少的情况，他只需要清理掉少量的垃圾，然后挪动下存活的对象即可。

3、复制

这种方案比较粗暴，直接把堆内存分成两部分，一段时间内只允许在其中一块内存上进行分配，当这块内存被分配完后，则进行垃圾回收，把所有存活的对象全部复制到另外一块内存上，当前内存则全部清空。

这种方案适合存活对象少，垃圾多的情况。这样在复制的时候就不需要复制多少对象过去，多数垃圾直接被清空处理。

Java的分代回收机制

Java是如何选择这三种回收算法呢？

Java的堆结构

一块Java堆空间一般分为三部分，这三部分可以用来存储三类数据：

• 刚刚创建的对象。在代码运行时候会不断地创建新的对象，这些对象会被统一放在一起。因为有很多局部变量在新创建后很快就会变成不可达的对象，快速死去，因此这块区域的特点是存活对象少，垃圾多。形容这块区域为：新生代；
• 存活了一段时间的对象。这些对象早早就被创建了，而且一直存活下来， 我们把这些存活时间比较长的对象放在一起，他们的特点是存活对象多，垃圾少。形容这块区域为：老年代；
• 永久存活的对象。比如一些静态文件，这些对象的特点是不需要垃圾回收，永远存活。形容这块区域为永久代。

结合新生代/老年代的存活特点和之前学习的几种垃圾回收算法，可以得到如下的回收方案：

新生代－复制回收机制

对于新生代区域，由于每次 GC 都会有大量新对象死去，只有少量存活。因此采用 复制 回收算法，GC 时把少量的存活对象复制过去即可。

那么如何设计这个 复制 算法比较好呢？有以下几种方式：

思路 1. 把内存均分成 1:1 两等份

每次只使用一半的内存，当这一半满了后，就进行垃圾回收，把存活的对象直接复制到另一半内存，并清空当前一半的内存。

这种分法的缺陷是相当于只有一半的可用内存，对于新生代而言，新对象持续不断地被创建，如果只有一半可用内存，那显然要持续不断地进行垃圾回收工作，反而影响到了正常程序的运行，得不偿失。

思路 2. 把内存按 9:1 分

既然上面的分法导致可用内存只剩一半，那么我做些调整，把 1:1变成9:1，

最开始在 9 的内存区使用，当 9 快要满时，执行复制回收，把 9 内仍然存活的对象复制到 1 区，并清空 9 区。

这样看起来是比上面的方法好了，但是它存在比较严重的问题。

当我们把 9 区存活对象复制到 1 区时，由于内存空间比例相差比较大，所以很有可能 1 区放不满，此时就不得不把对象移到 老年区 。而这就意味着，可能会有一部分 并不老 的 9 区对象由于 1 区放不下了而被放到了 老年区 ，可想而知，这破坏了 老年区 的规则。或者说，一定程度上的老年区 并不一定全是 老年对象。

那应该如何才能把真正比较老的对象挪到老年区 呢？

思路 3. 把内存按 8:1:1 分

既然 9:1 有可能把年轻对象放到老年区 ，那就换成 8:1:1，依次取名为 Eden、Survivor A、Survivor B 区，其中Eden 意为伊甸园，形容有很多新生对象在里面创建；Survivor区则为幸存者，即经历 GC 后仍然存活下来的对象。

工作原理如下：

• 首先，Eden区最大，对外提供堆内存。当 Eden区快要满了，则进行 Minor GC，把存活对象放入 Survivor A 区，清空 Eden 区；

• Eden区被清空后，继续对外提供堆内存；

• 当 Eden 区再次被填满，此时对 Eden 区和 Survivor A 区同时进行 Minor GC，把存活对象放入 Survivor B 区，同时清空 Eden 区和Survivor A 区；

• Eden区继续对外提供堆内存，并重复上述过程，即在 Eden 区填满后，把 Eden 区和某个 Survivor 区的存活对象放到另一个 Survivor 区；

• 当某个 Survivor 区被填满，且仍有对象未被复制完毕时，或者某些对象在反复 Survive15 次左右时，则把这部分剩余对象放到Old 区；

• 当 Old 区也被填满时，进行 Major GC，对 Old 区进行垃圾回收。
  [注意，在真实的 JVM 环境里，可以通过参数 SurvivorRatio 手动配置 Eden 区和单个 Survivor 区的比例，默认为 8。]

那么，所谓的 Old 区垃圾回收，或称Major GC，应该如何执行呢？

老年代－标记整理回收机制

根据上面我们知道，老年代一般存放的是存活时间较久的对象，所以每一次 GC 时，存活对象比较较大，也就是说每次只有少部分对象被回收。

因此，根据不同回收机制的特点，这里选择 存活对象多，垃圾少的标记整理 回收机制，仅仅通过少量地移动对象就能清理垃圾，而且不存在内存碎片化。

至此，我们已经了解了Java堆内存的分代原理，并了解了不同代根据各自特点采用了不同的回收机制，即新生代采用复制回收机制，老年代采用标记整理 机制。