垃圾回收机制，是java提供的对于内存自动回收的机制。java不需要像C/C++那样手动free()释放内存空间，而是在JVM中封装好了。垃圾回收机制，不是java独创的，现在应该是主流编程语言的标配。GC需要消耗额外的系统资源，而且存在非常影响执行效率的“STW”问题（触发GC的时候，可能一瞬间把系统负载拉满，导致服务器无法响应其他的请求）。

GC回收的“内存”，更准确说，是“对象”，回收的是“堆上的内存”。

内存区域有四块：

1）程序计数器（不需要额外回收，线程销毁，自然回收了）

2）栈（不需要额外回收，线程销毁，自然回收了）

3）元数据区（一般也不需要，都是加载类，很少“卸载类”）

4）堆  （GC的主力部分）

GC一定是一次回收一个完整的对象，不能回收半个对象（一个对象有10个成员，肯定是把10个成员的内存都回收了，而不是只回收一部分）

GC的流程

GC的流程，主要是两个步骤。1）找到谁是垃圾     2）释放对应的内存

找到谁是垃圾

一个对象，什么时候创建，时机往往是明确的。但是什么时候不再使用，时机往往是模糊的。在编程中，一定要确保，代码中使用的每个对象，都得是有效的，不能出现“提前释放”的情况。

因此判定一个对象是否是垃圾，判定方式是比较保守的。

此处引入了非常“保守”的，一定不会误判的做法（可能回释放的不及时）。判定某个对象，是否存在引用指向它。

在java中，使用对象，都是通过引用的方式来使用的。如果没有引用指向这个对象，意味着这个对象注定无法在代码中被使用。就可以视为是垃圾了。

如何判定，某个对象是否有引用指向呢？

1）引用计数（不是JVM采取的方案，而是Python/PHP的方案）

会在为new 对象开辟内存空间时，额外开辟一个计数器，每当对象多一个引用，计数器+1。当计数器为0时，即可回收对象。

这种方法存在两个缺陷：

1、消耗额外的存储空间 

如果对象比较大，浪费的空间还好，对象比较小并且对象数目多，空间浪费就多了。

2、存在“循环引用”的问题

 当执行 a = null  b = null 时，此时这两对象相互指向对方，导致两个对象的引用计数，都为1（不为0，不是垃圾）但是你外部代码，也无法访问到这两对象。  

2）可达性分析（是JVM采取的方案）

可达性分析是java采用的做法，解决了空间和循环引用的问题，但是付出了时间上的代价。核心思想是“遍历”，JVM把对象之间的引用关系，理解成了一个“树形结构”。JVM就会不停的遍历这样的结构，把所有能够遍历访问到的对象标记成“可达”，剩下就是“不可达”。

这些树的根结点是怎么确定的？

Java代码中，你所有的

1）栈上的局部变量，引用类型的，都是GC roots

2）常量池中，引用的对象

3）方法区中的静态成员

都是一棵树的根结点。JVM就会周期性的对这所有的树进行遍历，不停的标记可达，也不停的把不可达的对象干掉。

具体树是否复杂，都取决于实际代码的实现。

由于可达性分析，需要消耗一定的时间，因此，java的垃圾回收，没法做到“实时性”。只能周期性进行扫描（JVM提供了一组专门的负责GC的线程，不停的进行扫描工作）

释放垃圾的策略

1、标记-清除

直接把标记为垃圾的对象对应的内存释放掉  （简单粗暴）

这样的做法会存在“内存碎片”问题。指空闲内存被分成一个个的碎片了，后续很难申请到连续的大的内存。并不实用。

2、复制算法

将内存空间分成两块，要释放某一块内存空间时，将无需删除的数据提前复制到另一块内存中。

这种做法空间浪费太多了。如下图删除1、3、5：

3、标记-整理

将无需删除的部分向前搬运，覆盖掉要删除的数据。如删除2、4、6

这种方法能解决空间利用率问题，但是时间开销更大。

JVM中实际采取的方案是综合上述方案，更复杂的策略。分代回收。也就是分情况讨论，根据不同的场景和特点选择合适的方案。根据对象的年龄（经历GC周期性扫描的轮次）来讨论，GC有一组线程，回对内存进行周期性扫描。某个对象经历了一轮GC之后，还是存在，没有成为垃圾，年龄就+1。

JVM堆区的结构如下：

分代回收的流程：1）把新创建的对象，放到伊甸区中。

2）伊甸区中，大部分的对象，生命周期都是比较短的，第一轮GC到达的时候，就会成为垃圾。只有少数对象能活过第一轮GC。

3）伊甸区 -> 生存区    通过复制算法。（由于存活对象很少，复制开销也很低，生存空间也不必很大）

4）生存区 -> 另一个生存区    通过复制算法。每经过一轮GC，生存区中都会淘汰掉一批对象，剩下的通过复制算法，进入到另一个生存区（进入另一个生存区的还有从伊甸区里进来的对象），存活下来的对象，年龄+1.

5）生存区 -> 老年代   某些对象，经历了很多轮GC，都没有成为垃圾，就会复制到老年代。

老年代的对象，也是需要进行GC的，但是老年代的对象生命周期都比较长，就可以降低GC的扫描频率。

以上，关于JVM的垃圾回收机制，希望对你有所帮助。