参考文献：周志明《深入理解Java虚拟机》第二版
因为 Java 具有自动垃圾回收机制，所以，垃圾收集（Garbage Collection，GC），是 Java 技术的核心之一，是每一个 Java 程序员必知必备的一项技术，为了深入掌握 Java 技术，我们必须学习 JVM 中的 GC 是如何实现的
GC 中包含三个主要的问题：
- 哪些内存需要回收？
- 什么时候回收？
- 如何回收？
我们对这三个问题逐一讨论
哪些内存需要回收？
首先我们应该清楚，在 Java 内存运行时区域的各个部分中，程序计数器（PC）、虚拟机栈（VM Stack）、本地方法栈（NM Stack）三个区域随线程而生，随线程而灭，这几个区域的内存分配和回收都具有确定性，不必过多考虑 GC 问题。而 Java 堆（Java Heap）和方法区（Method Area）就不一样了，因为，一个接口中的多个实现类需要的内存可能不一样，一个方法中的多个分支需要的内存也可能不一样，我们只有在程序运行中才能知道会创建哪些对象，所以这部分内存的分配与回收是动态的，我们需要在 Java 堆 和 方法区 中研究 GC 问题
需要回收哪些内存，就是如何判定对象的“生”（正在被使用）或“死”（不会再被使用），有两种判定方法：
引用计数法
这是一种简单直接的判定方法，具体实现就是：给对象中添加一个引用计数器，每当它被引用时计数器就加 1 ；引用失效时，计数器就减 1，所以，计数器值为 0 的对象，就是已经没用的对象，可以被回收
这种方法实现简单，判定高效，但是却几乎不被 JVM 使用，原因是它有一个致命缺陷：无法解决对象相互循环引用问题，比如，有两个已经没用的对象 objA 和 objB ，它们虽已经不会再被程序引用，但是它们相互引用 objA.instance = objB; objB.instance = objA; 这样一来，它们的引用计数值都不为 0，无法被清理掉，它们就会一直占用空间
可达性分析法
这个判定对象“生死”算法是目前比较主流的 ，这个算法的基本思路是通过一系列的称为 GC Roots 的对象作为起始点，然后从这些结点向下搜索，搜索过的路径称为引用链，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连（或是说从 GC Roots 不可达），就证明对象不可用，可以清除了
如图，Object 6, 7, 8 都是可清除的对象
那么，GC Roots 具体都是什么呢？它包括下面几种：
- 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
- 方法区中类静态属性引用的对象
- 方法区中常量的引用对象
- 本地方法栈中 JNI （即一般说的 Native 方法）引用的对象
ps. JVM规范中没有要求方法区必须有 GC，因为“性价比”低，过于复杂会影响性能，而且一些 JVM 将 Java 堆与方法区合为一体，因此，在本文中不讨论方法区的GC
什么时候回收？
因为 GC 主要发生在 Java 堆中，要回答这个问题就必须先明白 Java 堆的分区和 GC 的分类
Java 堆分为 新生代 和 老年代 两个区，其中新生代又分为 一个 Eden区和 两个 Survior区（from Survior 和 to Survior），分出两个 Survior区是因为新生代回收算法采用 复制算法（后文会讲解）
GC 分为 新生代 GC（Minor GC） 和 老年代 GC（Major GC / Full GC）
新创建的对象实例都会先进入 Eden区， 当 Eden区的空间不够新对象存入时就会触发 Minor GC，经历一次 Minor GC 而未被清除的对象会被存入 Survior区，之后每经历一次 Minor GC 未被清除，对象的“年龄”就会增长一岁，当岁数足够时，就会进入老年代，当老年代满时，就会触发一次 Full GC
因为 Java 对象大多都是朝生夕灭，所以 Minor GC 非常的频繁，一般速度也比较快，Full GC 不常发生，而且速度要比 Minor GC 慢 10 倍以上
如何回收？
这个问题是十分重要的，它就是说 GC 算法是如何实现的，GC 算法有很多，我们在此讨论最经典的几个
标记-清除算法
这是最简单基础的 GC 算法，它分为“标记”、“清除”两个阶段，就是简单的标记出可回收对象，然后将其清除，不做其他操作
这个方法虽简单，但是它有两个弊病：
① 效率不高
② 会产生大量空间碎片（如上图）
大量的空间碎片会导致大对象进入时，无法找到足够连续的内存空间，不得不触发一次 Minor GC
复制算法
它将可用内存分为大小相等的两部分，每次只使用其中一块，当这一块用完了，就将还存活的对象复制到另一个上面，然后再把使用过的内存空间一次清理掉，这种算法简单高效，不会产生内存碎片，但是代价是内存容量减小了一半，但是因为它的高效快速，所以被应用在 Minor GC 中
标记-整理算法
这个算法就是在标记-清除算法的基础上加入了整理内存空间的功能，它不会产生内存碎片，也不会牺牲空间，但是因为它要逐个整理导致回收速度缓慢，所以它被应用在老年代 Full GC 中
