当 JVM 创建对象遇到内存不足的时候，JVM 会自动触发垃圾回收（Garbage Collection，简称 GC）操作，将那些不再使用但仍然存在内存中的对象当成垃圾清理掉，释放出被占用的内存空间，供新创建的对象使用。
1 对象是否存活
垃圾收集器在进行垃圾回收前得先确定哪些对象可以被回收，哪些对象不能被回收。
1.1 引用计数算法
当对象创建时给对象分配一个引用计数器，当该对象被引用时，计数器值就加 1，当该对象不被引用或者引用失效时，计数器值就减 1；任何时候只要对象的引用计数器值为 0 就认为该对象不再被使用，可以当作垃圾被 GC 处理掉了。
- 【优点】：实现简单，判定效率高
- 【缺点】：很难解决对象间循环引用的问题
1.2 可达性分析算法
在主流的 Java 虚拟机中就是通过可达性分析来判定对象是否存活的。
基本思路：通过一系列称为“GC ROOTS” 的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，到达某个对象所经过的路径称为引用链。如果一个对象和根对象之间有引用链，即根对象到该对象是可达的，说明该对象还处于存活状态，还不能被回收；反之，如果一个对象和根对象之间没有引用链，即根对象到该对象是不可达的，那么这个对象就是可以被回收的。
- 【优点】：可以找到所有垃圾对象，解决了对象间循环引用的问题
- 【缺点】：遍历所有对象，搜索效率不高
（该图片来源于网络）
在 Java 语言中，可作为 GC ROOTS 的对象有以下几种：
- 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用对象
- 方法区中类静态属性引用的对象
- 方法区中类常量引用的对象
- 本地方法栈中 JNI 引用的对象
2 垃圾回收算法
下面介绍几种垃圾收集算法的基本思想
2.1 标记-清除算法
- 标记：从 GC ROOTS 开始，遍历所有根对象，标记出所有需要回收的对象
- 清除：遍历堆中的所有对象，清除被标记的对象
- 【优点】：没有产生额外的内存空间消耗
- 【缺点】：标记和清除两个过程都需要遍历，效率低；标记清除后会产生大量不连续的内存碎片，如果需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存导致再次触发垃圾收集动作。
2.2 复制算法
将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。当这一块的内存用完了，就将还存活的对象复制到另外一块内存上，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。
- 【优点】：实现简单，不产生内存碎片
- 【缺点】：将内存缩小为原来的一半，代价太高
2.3 标记-整理算法
- 标记：标记过程和“标记-清除”算法的标记过程一样
- 整理：将所有存活的对象移动到另一端，严格按照内存地址次序依次排列活着的对象，然后直接清理掉端边界以外的内存
- 【优点】：内存利用率高，不会产生内存碎片
- 【缺点】：需要遍历对象，效率低
2.4 分代收集算法
一般把 Java 堆分为新生代和老年代，在新生代中，每次垃圾收集时发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法；而老年代中因为对象存活率高，没有额外空间对它进行分配担保，就使用“标记-清理”或者“标记-整理”算法来进行回收。
在新生代中按照 8:1:1 的比例分为 Eden 空间和两块小的 Survivor 空间，每次使用 Eden 和其中一块 Servivor。当回收时，将 Eden 和 Survivor 中还存活的对象一次性地复制到另外一块 Survivor 空间上，最后清理 Eden 和刚才用过的 Survivor 空间
- 新生代 GC（Minor GC）：指发生在新生代的垃圾收集动作，因为 Java 对象大多都具备朝生夕灭的特性，所以 Minor GC 非常频繁，一般回收速度也较快。触发时机是 Eden 空间分配满的时候。
- 老年代 GC（Major GC / Full GC）：指发生在老年代的 GC，出现了 Major GC，经常会伴随至少一次的 Minor GC（非绝对）。Major GC 的速度一般会比 Minor GC 慢 10 倍以上。
参考
《深入理解 Java 虚拟机（JVM高级特性与最佳实践） — 周志明》
