JVM 垃圾回收机制

思考：简述 JVM 垃圾回收原理。

要回答 JVM 垃圾是如何回收的，就需要先理解什么是标记，也就是说，要执行垃圾回收，就需要先判断哪些对象是垃圾，哪些对象不是垃圾，这就涉及标记的问题。

所谓垃圾，也就是 Java 应用程序不再引用使用的对象，这就需要 JVM 进行垃圾回收。

JVM 通过可达性算法对整个对象进行标记，从线程栈执行的方法到 JVM 中的方法区，对引用的对象进行标记，然后再通过这些被引用的对象，再去标记哪些被这些对象不断引用的对象，进而标记出 JVM 中所有的被使用和不再被使用的对象。

针对标记的不再使用的垃圾对象，JVM 采用清理、压缩、复制三种方式进行垃圾回收。

（1）清理

直接对标记为垃圾的对象进行清理，清除掉为程序提供新的内存空间，此时，清理的结果就是内存空间有许多不连续的空间。这里的清理，并不是实际上的清空掉，而是对这些垃圾对象进行空闲标记，当有新的对象产生，需要占用空间，则 JVM 直接将这段空间给新的对象使用。

（2）压缩

不仅对垃圾对象进行清理，还对依然使用的对象空间进行压缩，使这些对象所占空间是一堆连续的内存空间，这样，被清理掉的空间也将是一堆连续的内存空间。

（3）复制

对垃圾对象进行清理之后，针对被引用的对象，进行复制，复制到一块新的内存空间，从而使得原来被使用的内存空间变成了一大块未被使用的内存空间。

对于 GC 而言，进行垃圾回收，包括串行回收器、并行回收器、并发回收器 CMS、G1 回收器。

（1）串行回收器

当发生垃圾回收时，启动线程阻塞，将所用运行线程挂起，然后启动一个新的线程用于垃圾回收，就像串行运行一样。

（2）并行回收器

当发生垃圾回收时，依然将所有运行线程阻塞挂起，启动多个垃圾回收线程同时进行 JVM 垃圾回收，也就是垃圾是由多个线程并发执行回收的。

（3）并发回收器 CMS

首先，将所有线程阻塞挂起，启动一个线程进行对象标记，也就是初始化标记，这个过程执行很快，时间很短，然后，所有被挂起的线程重新启动运行。接下来的运行过程中，会启动一个单独的线程进行标记，也就是并发标记，这个线程与所有运行线程一起执行，进而查看出初始化标记中的垃圾是否有被重新引用的。为了提高效率，所有运行的线程被挂起，同时启动多个线程进行重标记。执行结束后，所有挂起的程序再次启动运行，在这个运行过程中，继续启动一个新的线程，用于清理真正被标记为垃圾的对象，此时，被称为并发清理。这样便不会影响程序的运行，提高程序执行效率。

（4）G1 回收器

随着 JAVA 的不断升级，新的版本采用了 G1 回收器，也即是将内存空间分为多个小块的区域，不同区域具有不同的功能，而不是像之前都是一大块功能相同的连续的空间。

G1 回收器工作原理实际上与并发回收器 CMS 一样，只不过针对的空间都是不同的内存块。先初始标记、然后并发标记，再次重标记，最后并发清理。