来自：开源中国（oschina2013）

链接：https://www.oschina.net/translate/java-gc

如需转载请注明上述信息，其他信息无效并视为侵权

什么是自动垃圾回收？

自动垃圾回收是指监测堆内存、识别正在使用或未使用的对象、然后删除那些未使用对象的过程。正在使用中的对象，或者说被引用的对象，是指程序中的某些地方仍然维护者指向该对象的指针。未使用的对象，或者说未被引用的对象，不再被程序中的任何地方引用。所以，未被引用的对象所占用的内存可以被回收。 

在像C这样的编程语言中，分配和回收内存需要手动处理。在Java中，内存回收的过程由垃圾收集器自动处理。基本过程可以描述如下。

第一步：标记

这个过程的第一步叫做标记。这一阶段，垃圾回收器识别哪些内存正在使用，哪些内存未被使用。

被引用的对象以蓝色展示。未被引用的对象以金黄色展示。在标记阶段，所有对象都需要扫描并做出判断。如果系统中的所有对象都必须扫描到，这将是一个非常耗时的过程。

第二步：常规删除

这一阶段，移除所有未被引用的对象，保留被引用的对象，并维护指向空闲内存的指针。

内存分配器维护着空闲内存块的引用，新建对象的内存将在这里被分配。

第二(a)步：删除并整理

为了进一步提高性能，除了删除未被引用的对象，还可以压缩剩余的被引用对象（的空间占用）。把被引用的对象移动到一起，会使得新对象的内存分配更容易、更快。

为什么使用分代垃圾回收?

如前所述，标记并整理所有JVM里的对象，效率是很低的。随着越来越多的对象被分配，对象列表不断增长，导致垃圾回收时间越来越长。然而，根据应用程序的经验分析，大多数的对象都是短命的。

下面是这类数据的一个例子。Y轴表示分配的字节数，X轴表示随着时间分配的字节数。

正如你所看到的，随着时间的推移，仍然存活的对象越来越少。事实上，大多数对象的生命周期都很短，如图左侧较高的值所示。

JVM分代

从对象分配行为中学到的内容，可以用来提高JVM的性能。因此，可以考虑将堆分成更小的部分或者几代。比如：年轻代、老年代、持久代。

年轻代是用来分配和老化所有新对象的地方。当年轻代被填满，将会触发Minor GC。如果对象死亡率很高Minor GC可以优化。年轻代的所有死亡对象可以被迅速回收。一些存活对象会被老化，最终会被移动到老年代。

Stop the World——所有Minor GC都会触发“Stop the World”。这意味着所有应用程序线程都会停止，直到操作完成。Minor GC 总会触发Stop the Word。

老年代用来保存长时间存活的对象。通常，设置一个阈值，当达到该年龄时，年轻代对象会被移动到老年代。最终老年代也会被回收。这个事件成为 Major GC。

Major GC 也会触发STW（Stop the World）。通常，Major GC会慢很多，因为它涉及到所有存活对象。所以，对于响应性的应用程序，应该尽量避免Major GC。还要注意，Major GC的STW的时长受年老代垃圾回收器类型的影响。

永久代包含JVM用于描述应用程序中类和方法的元数据。永久代是由JVM在运行时根据应用程序使用的类来填充的。此外，Java SE类库和方法也存储在这里。

如果JVM发现某些类不再需要，并且其他类可能需要空间，则这些类可能会被回收。

世代垃圾收集过程

现在你已经理解了为什么堆被分成不同的代，现在是时候看看这些空间是如何相互作用的。 后面的图片将介绍JVM中的对象分配和老化过程。

首先，将任何新对象分配给 eden 空间。 两个 survivor 空间都是空的。

当 eden 空间填满时，会触发轻微的垃圾收集。

引用的对象被移动到第一个 survivor 空间。 清除 eden 空间时，将删除未引用的对象。

在下一次Minor GC中，Eden区也会做同样的操作。删除未被引用的对象，并将被引用的对象移动到Survivor区。然而，这里，他们被移动到了第二个Survivor区（S1）。此外，第一个Survivor区（S0）中，在上一次Minor GC幸存的对象，会增加年龄，并被移动到S1中。待所有幸存对象都被移动到S1后，S0和Eden区都会被清空。注意，Survivor区中有了不同年龄的对象。

在下一次Minor GC中，会重复同样的操作。不过，这一次Survivor区会交换。被引用的对象移动到S0,。幸存的对象增加年龄。Eden区和S1被清空。

此幻灯片演示了 promotion。 在较小的GC之后，当老化的物体达到一定的年龄阈值（在该示例中为8）时，它们从年轻一代晋升到老一代。

随着较小的GC持续发生，物体将继续被推广到老一代空间。

所以这几乎涵盖了年轻一代的整个过程。 最终，将主要对老一代进行GC，清理并最终压缩该空间。