什么是垃圾收集器？有什么作用？

java同C,C++相比有一个显著区别，就是java中自带垃圾回收器，这样创建的java对象所有占用的内存就不需要java开发人员自己关心去释放内存！而C++开发人员需要自己手动释放！

垃圾回收器常用的算法及实验原理

1.引用计数法 (Reference Counting)

实现原理就是每个对象都有一个自己的计数器，当有一个变量引用时，计数器就会加1，失去引用就会减1；正如对象A有三个变量引用他，所以计数器就为3；

缺点：当对象之间互相引用时，会导致垃圾对象不能进行回收，内存空间无法释放！

如图：

如果对象A，B没有其他别的对象引用，A，B就成为了垃圾对象，但是由于互相引用在垃圾收集时还无法回收掉；这样就导致A，B对象一直无法释放所占用的内存！

2.标记-清除算法 (Mark-Sweep)

实现原理就是在垃圾收集之前，先对内存中的对象进行标记（有引用或无引用），然后对无引用的对象进行清除~

缺点：由于清除不能保证是连续清除，所以在清除对象后会产生大量的碎片；就好比裁缝做衣服，如果没有合理的规划裁剪布料，就导致剩下的碎布料什么也做不了了，就浪费了~~~生活中的道理都是大同小异~O(∩_∩)O哈哈~我太聪明了！！！

3.标记-压缩算法 (Mark-Compact)

原理和标记，清除差不多，唯一的不同的就是标记清除不会产生碎片嘛？这个又多做了一步，对内存空间又重新进行了整理，这样就导致碎片空间变成整块的空间了~

4.复制算法 (Copying)

可能你看到这里，你会有一个疑问，为啥给分来了？？？对~这个就是复制算法的特点，首先他会把内存分成两半，然后用其中的一半，当垃圾回收时会把有引用的对象复制到另一半内存中（在复制期间还可以重新调整空间，不会产生碎片空间），然后把之前用的那一半内存直接释放出来~

缺点：就是可用内存变小了~因为他分成了两半~~~~

5.增量算法 (Incremental Collecting)

在垃圾回收过程中，应用软件将处于一种 CPU 消耗很高的状态。在这种 CPU 消耗很高的状态下，应用程序所有的线程都会挂起，暂停一切正常的工作，等待垃圾回收的完成。如果垃圾回收时间过长，应用程序会被挂起很久，将严重影响用户体验或者系统的稳定性。

增量算法的基本思想是，如果一次性将所有的垃圾进行处理，需要造成系统长时间的停顿，那么就可以让垃圾收集线程和应用程序线程交替执行。每次，垃圾收集线程只收集一小片区域的内存空间，接着切换到应用程序线程。依次反复，直到垃圾收集完成。使用这种方式，由于在垃圾回收过程中，间断性地还执行了应用程序代码，所以能减少系统的停顿时间。但是，因为线程切换和上下文转换的消耗，会使得垃圾回收的总体成本上升，造成系统吞吐量的下降；

6.分代 (Generational Collecting)

根据垃圾回收对象的特性，不同阶段最优的方式是使用合适的算法用于本阶段的垃圾回收，分代算法即是基于这种思想，它将内存区间根据对象的特点分成几块，根据每块内存区间的特点，使用不同的回收算法，以提高垃圾回收的效率。以Hot Spot虚拟机为例，它将所有的新建对象都放入称为年轻代的内存区域，年轻代的特点是对象会很快回收，因此，在年轻代就选择效率较高的复制算法。当一个对象经过几次回收后依然存活，对象就会被放入称为老生代的内存空间。在老生代中，几乎所有的对象都是经过几次垃圾回收后依然得以幸存的。因此，可以认为这些对象在一段时期内，甚至在应用程序的整个生命周期中，将是常驻内存的。如果依然使用复制算法回收老生代，将需要复制大量对象。再加上老生代的回收性价比也要低于新生代，因此这种做法也是不可取的。根据分代的思想，可以对老年代的回收使用与新生代不同的标记-压缩算法，以提高垃圾回收效率。

从不同角度分析垃圾收集器，可以将其分为不同的类型

1. 按线程数分，可以分为串行垃圾回收器和并行垃圾回收器。串行垃圾回收器一次只使用一个线程进行垃圾回收；并行垃圾回收器一次将开启多个线程同时进行垃圾回收。在并行能力较强的 CPU 上，使用并行垃圾回收器可以缩短 GC 的停顿时间。

2.按照工作模式分，可以分为并发式垃圾回收器和独占式垃圾回收器。并发式垃圾回收器与应用程序线程交替工作，以尽可能减少应用程序的停顿时间；独占式垃圾回收器(Stop the world) 一旦运行，就停止应用程序中的其他所有线程，直到垃圾回收过程完全结束。

3. 按碎片处理方式可分为压缩式垃圾回收器和非压缩式垃圾回收器。压缩式垃圾回收器会在回收完成后，对存活对象进行压缩整理，消除回收后的碎片；非压缩式的垃圾回收器不进行这步操作。

4. 按工作的内存区间，又可分为新生代垃圾回收器和老年代垃圾回收器。

用以下指标评价一个垃圾处理器的好坏

吞吐量：指在应用程序的生命周期内，应用程序所花费的时间和系统总运行时间的比值。系统总运行时间=应用程序耗时+GC 耗时。如果系统运行了 100min，GC 耗时 1min，那么系统的吞吐量就是 (100-1)/100=99%。

垃圾回收器负载：和吞吐量相反，垃圾回收器负载指来记回收器耗时与系统运行总时间的比值。

停顿时间：指垃圾回收器正在运行时，应用程序的暂停时间。对于独占回收器而言，停顿时间可能会比较长。使用并发的回收器时，由于垃圾回收器和应用程序交替运行，程序的停顿时间会变短，但是，由于其效率很可能不如独占垃圾回收器，故系统的吞吐量可能会较低。

垃圾回收频率：指垃圾回收器多长时间会运行一次。一般来说，对于固定的应用而言，垃圾回收器的频率应该是越低越好。通常增大堆空间可以有效降低垃圾回收发生的频率，但是可能会增加回收产生的停顿时间。

反应时间：指当一个对象被称为垃圾后多长时间内，它所占据的内存空间会被释放。

堆分配：不同的垃圾回收器对堆内存的分配方式可能是不同的。一个良好的垃圾收集器应该有一个合理的堆内存区间划分。

JVM 垃圾回收器分类

新生代串行收集器

老年代串行收集器

并行收集器

新生代并行回收 (Parallel Scavenge) 收集器

老年代并行回收收集器

CMS 收集器

G1 收集器 (Garbage First)

以上收集器的特点与介绍请看原博客（已经写的很屌了）：https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-JVMGarbageCollection/

参考博客：https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-JVMGarbageCollection/

以上是我在看完原作者博客的基础上，基于我的理解画了一些流程图，方便别人理解~不对之处还请批评指正！！！还有一些知识点我这里没有写，想了解更多也请看原作者博客~~~