Java与C++之间有一堵由内存动态分配和垃圾收集技术所围成的“高墙”， 墙外面的人想进去， 墙里面的人却想出来。

与C和C++的开发相比，java程序员是比较幸福的，因为不再需要考虑内存的申请与回收，一切内存管理相关工作全部交给了JVM,开发自然会轻松很多，最起码内存泄露问题会大大减少。但是凡事有利弊，内存的自动管理固然简化了开发，也让程序员失去了对程序部分掌控能力，一旦程序出现问题，而这个问题正是由于这个脱离掌控的部分产生的，那么问题就会很难排查甚至无从下手，毕竟垃圾回收对于java程序员来说就是一个黑盒。为了避免这种的情况的发生，学习JVM的内存管理是必要的。

上节说了jvm的内存组成及划分，本节就讲讲jvm 的垃圾回收相关内存。jvm的垃圾回收主要发生在堆区，其他区域虽然也存在内存的回收，但是比较少用，而且思想和算法大同小异，所以以对内存回收作为学习对象

内存分代概念

　　内存回收是一件比较麻烦的事，处理不好对程序性能影响很大，根据人们的探索，在内存回收时根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，分块回收是一种比较好策略。于是开发垃圾收集器的生产商们都采用这个策略将内存分代。jvm一般将内存划分为两部分，新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）（对于Hot Spots虚拟机还存在一个永久代，实际上就是方法区，但是因为实现上有问题，后来被放弃了），新生代保存的是程序新创建的对象，老年代保存的是程序中长时间存在的对象。

注：新生代又存在伊甸园（Eden Spac）和存活区（Survivor Space）的概念，后面的内存回收算法会讲到 

 

内存回收算法　　

　　内存回收对程序性能影响比较大，内存回收的算法好坏就显得十分重要，经过几十年发展，内存回收产生了多种算法，每种算法各有千秋，适应不同的场景，下面一一介绍

1）分代回收：内存分代算法是内存分代回收思想的具体实现，它就是声明周期不同的对象分开管理，分代回收，针对不同代对象的特点，回收的时间、策略都可以不同。看起来很简单，但是此算法的却几乎被所有种类的的垃圾收集器使用。

2）标记-清除算法:最基础的收集算法，见名知意，此算法就是将堆中已经失效的对象先标记出来，完成后统一回收这些对象内存。这个算法是最简单算法，但是它是内存回收算法的基础，其他算法都是在此基础上扩展和优化

优点：实现简单

缺点：标记和清楚过程速度都不高， 影响程序效率；内存回收后会产生大量内存碎片，导致在以后分配大对象内存时，明明可用内存还有很多却无法使用 

3）复制算法：将内存均分为两块，每次使用其中一块，当其中一块用完了，进行一次垃圾收集，将还存活的对象复制到另一块，再把之前使用过的那块内存全部清理掉。

优点：实现简单，没有内存碎片，也就不用再考虑如何处理内存碎片

缺点：内存的利用率很低，只能使用50%的内存；当对象存活率较高时需要复制的数据量比较大，效率不高

补充：IBM公司研究表明，程序中98%的对象生命周期都很短暂，按照1 : 1的比例划分空间时很浪费的，于是生厂商门门采用一种新策略，将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，比例一般是   Eden ：Survivor1：Survivor =  8：1：1。每次使用Eden和其中一块Survivor ，当回收时，将Eden和Survivor中还存活着的对象一次性地复制到另外一块Survivor空间上，最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间。现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代。

这样的策略虽然提高了内存的利用率，但是有可能造成Survivor内存不够用的问题，于是就需要额外的内存作为备用，这块额外内存就是老年区。当Survivor内存不足存放还存活的对象，就直接把这些对象寸放到老年区，这就是“分配担保”

4）标记-整理算法：用于老年代内存收集的算法， 因为老年代不想直接使用复制算法浪费50%的内存空间，也没有再额外的内存担保了，就出现了这种新算法。此算法结合了标记-清除算法和复制算法，每次内存收集先标记还在使用的对象，然后将对象复制到老年代内存块的一侧，然后清楚另一侧全部内存。

优点：实现简单，没有内存碎片；内存利用率比较高

缺点：需要标记和复制，效率没有复制算法高

 

垃圾收集器

1）Serial收集器：最基本最原始的垃圾收集器，新生代垃圾收集，单线程收集器

优点：实现简单高效，处理器cpu和线程数比较少的情况下，此收集器的效率可能比其他收集器的效率更高

缺点：进行垃圾收集时会将用户线程全部暂停（Stop The World），影响用户体验；不能很好的利用多cpu,多线程环境

2）ParNew收集器：Serial收集器的多线程版本

优点：能更好的利用多线程；能与CMS收集器配合工作

缺点：存在Stop The World；存在线程切换，处理器cpu和线程数比较少的情况下，效率不高

3）Parallel Scavenge：多线程收集器，和ParNew 功能非常类似。但是它提供一个特殊功能，可控制垃圾收集时的停顿时间，提升用户体验

优点：能更好的利用多线程；可控制垃圾收集时的停顿时间，提高程序吞吐量

缺点：使用起来比较复杂，实际效果可能不能达到使用者的预期，减少Stop The World时间就需要减少新生代内存大小，这样每次垃圾回收的时间是变少了，但是回收频率却变高了，所以具体情况需要测试才能知道

4）Serial Old：Serial收集器的老年代版本，单线程收集器

优点：实现简单高效，处理器cpu和线程数比较少的情况下，此收集器的效率可能比其他收集器的效率更高

缺点：进行垃圾收集时会将用户线程全部暂停（Stop The World），影响用户体验；不能很好的利用多cpu,多线程环境

5）Parallel Old：Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记-整理”算法

优点：能更好的利用多线程；可控制垃圾收集时的停顿时间，提高程序吞吐量

缺点：与Parallel Scavenge类似

6）CMS收集器：并发低停顿收集器，一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，此收集器的内存收集的部分过程可以和用户线程并发进行。 最大化降低Stop The World的时间

优点：统停顿时间最短，提升用户体验

缺点：由于垃圾收集和用户线程是并发的，势必会导致用户程序可用线程数减少，在线程数本身就比较少的服务器上，性能影响十分严重；CMS实现基于“标记—清除”算法，会产生内存碎片

7）G1收集器：一款面向服务端应用的垃圾收集器，几乎整合了以上垃圾收集器的所有好的设计理念

优点：多线程，充分利用服务器硬件优势，缩短Stop The World时间，同时可以与用户线程并发执行；基于“标记—整理”算法，没有内存碎片；可设置停顿时间，提高系统吞吐率

缺点：出现的比较晚，没有经过太多的商业实验，具体性能不好说