Java 8 内存管理原理解析及内存故障排查实践( 二 ) _Java

GC的速度和堆的内存中存活对象的数量有关，与堆内存所有的对象无关， GC的速度和堆内存的大小无关，如一个4GB大小的堆内存和一个16GB的堆内存，只要2个堆内存存活对象都是一样多的时候，GC速度都是基本差不多。每次垃圾回收也不是必须要把垃圾清理干净，重要的是保证不把正在使用的对象给标记清除掉。
2.2 堆内存管理JVM中占用内存空间最大的是堆内存，平常对象的创建大部分都是在堆上分配内存的，是Java垃圾回收的主要目标和方向、是 Java内存管理机制的核心组成部分，它可以自动管理 Java程序的内存分配和释放，Java垃圾收集器可以自动检测和回收不再使用的内存，以便重新分配给其他需要内存的程序。这种自动内存管理的机制可以提高程序的运行效率和可靠性，防止因内存泄漏等问题导致程序崩溃或性能下降，Java 垃圾收集器使用了不同的垃圾回收算法和垃圾收集器实现，以适应不同的应用场景和需求。Java垃圾收集器的性能特征和优化技术也是 Java程序员需要了解和掌握的重要知识。
因此，了解 Java垃圾回收的背景、原理和实践经验对于编写高效、可靠的 Java程序非常重要。
2.2.1 对象如何被判断为可回收
JVM怎么判断堆内存里面的对象是否可回收的，就是当一个对象没有任何引用指向它了，它就是可回收对象，判断的方式有两种算法，一个是引用计数法，一个是可达性分析法。
可回收对象：

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（1）引用计数法
给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，这个计数器值加一，当引用失效断开时，计数器值就减一，在任何时刻时计数器为0的时候，代表这个对象是可以被回收的，没有任何引用使用它了。

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引用计数法是有缺点，当对象直接互相依赖引用时，这些对象的计数器都不能为0，都不能被回收。
（2）可达性分析法
它使用tracing（链路追踪）方式寻找存活对象的方法，通过一些列称为“GC Roots”的对象作为初始点，从这些初始点开始向下查找，直到向下查找没有任何链路时，代表这个对象可以被回收，这种算法是目前Java唯一且默认使用来判定可回收的算法。

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2.2.2 GC Roots的概念和对象类型

Java 虚拟机栈中引用的对象，例如各个线程被调用的方法栈用到的参数、局部变量或者临时变量等。
方法区的静态类属性引用对象或者说Java类中的引用类型的静态变量。
方法区中的常量引用或者运行时常量池中的引用类型变量。
JVM内部的内存数据结构的一些引用、同步的监控对象（被修饰同步锁）。
JNI中的引用对象。

当然，被GC Roots追溯到的对象不是一定不会被垃圾回收，具体需要看情况， Java 对象与对象引用存在四种引用级别：分别是强引用、软引用、弱引用、虚引用，默认的对象关系是强引用，只有在和GCRoots没有关系时才会被回收；软引用用于维护一些可有可无的对象，当内存足够时不会被回收；弱引用只要发生了垃圾回收就会被清理；虚引用人如其名形同虚设，任何对象都与它无关。
2.2.3 垃圾对象回收算法
当JVM定位到了那些对象可回收时，这个时候是通过三个算法标记清除，分别是标记清除算法、复制算法、标记压缩算法。
（1）标记清除算法
首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后，统一回收掉所有被标记的对象，但是该算法缺点是执行效率低，当大量对象时需要大量标记和清理动作，而且容易产生内存碎片化，当需要一块连续内存时，会因为碎片化无法分配。