三个问题：1.哪些对象需要回收？2.什么时候回收？3.如何回收？

我们先来看第一个问题，哪些对象需要回收，这就需要判断哪些对象已经‘死亡’，哪些对象还在‘存活’着。通常的解决方法就是引用计数法：

给对象引用加一个计数器，当有一个地方引用它时，就加1，当一个引用失效就减1。最后计数器为0的时候就判定它是‘死亡’的。通常来说他的效率很高，但是在这里有一个无法解决的情况，那就是对象之间互相引用的问题，会导致计数器不会为0。

结果是

从程序中可以看出,即使a,b两个对象通过相互引用的方式来保持对象计数器的值不为零,但是任然会被垃圾回收器进行回收，jvm并不是用这个方法。

可达性分析算法：

基本思路就是通过分析名为GCRoot的起始点，开始向下搜索，搜索走过的路径称作引用链，当一个对象没有任何引用链到达Root的时候，就表明可以被回收了。

下面是什么时候回收呢？

引用分类：

强引用，只要引用还存在，那么就不会被垃圾收集器回收。

软引用，在发生内存溢出之前会对这些引用进行二次回收，如果还是没有足够的内存才会抛出异常。

弱引用，无论当前内存是否足够，收集器都会对这些引用进行回收操作。

虚引用，比弱引用还弱，只是在回收的时候，被关联虚引用的对象会收到一个系统通知。

finalize():

在可达性分析中的不可达对象，也是有机会翻盘的，并不是一定被kill。这些对象在宣布死亡的时候会进行两次标记操作，第一次标记操作是筛选出这些对象有没有必要执行finalize的方法，当对象没有覆盖finalize()或者执行过一次，那么就没有必要执行finalize方法了。为什么要执行finalize方法呢，首先，这些对象已经被宣告死亡，让他们执行finalize()是为了给他们一个辩解的机会，把自己(this)赋值给其他引用，那么在第二次标记的时候就会忽略掉。

当对象第二次被标记的时候，那就是死透了，没有机会了。

所以一个对象的finalize()方法在存活时候只能被执行一次。机会都是留给有准备的人的。

结果是

finalize method executed

yes, i'm alive

No, i'm dead

具体原因在代码中注释。

接下来看看如何回收呢。

垃圾收集算法：

标记清除：先标记要被回收的区域，然后清除掉，缺点是会存在内存碎片区域。

处理对象是要被回收的区域。

标记-清除法的缺点在于

1.标记阶段暂停的时间可能很长，而整个堆在交换阶段又是可访问的，可能会导致被换页换出内存。

2.另外一个问题在于，不管你这个对象是不是可达的，即是不是垃圾，都要在清楚阶段被检查一遍，非常耗时.

3,标记清楚这两个动作会产生大量的内存碎片,于是当有大对象进行分配时,不需要触发一次垃圾回收动作

复制清除：

处理对象是存活的区域。适用于新生代。

将内存分为两个区域(from space和to space)。所有的对象分配内存都分配到from space。在清理非活动对象阶段，把所有标志为活动的对象，copy到to space，之后清楚from space空间。然后互换from sapce和to space的身份。既原先的from space变成to sapce，原先的to space变成from space。每次清理，重复上述过程。

优点：copy算法不理会非活动对象，copy数量仅仅取决为活动对象的数量。并且在copy的同时，整理了heap空间，即，to space的空间使用始终是连续的，内存使用效率得到提高。

缺点：默认情况下Eden:Survivor=8:1, 所以总会有100-(80+10)%的新生代内存会被浪费掉。

标记整理：

类似清理，适用于存放生命周期较长对象的tenured generation:PSOldGen

1. 标记阶段， 这个阶段和标记-清除收集器的标记阶段相同

2. 整理阶段， 这个阶段将所有做了标记的活动对象整理到堆的底部。

安全点与安全区

程序在运行的过程中，收集器需要枚举GCRoot节点，但是需要暂停运行，当线程运行到safepoint的时候，会暂停，给收集器收集GCRoot节点的机会。同时当线程没有运行或无法到这个点的时候，为了解决这个问题，就将这个点扩大成一个区域，用来保证枚举GCRoot节点的成功。

垃圾收集器都是需要停顿来进行垃圾回收，影响运行效率，所以就出现了收集器的发展，各个收集器都有自己的优缺点，所以虚拟机会针对具体的应用场景进行组合使用。

内存分配与回收策略

新生对象优先在Eden区分配，当这个区域没有足够内存则会进行一次垃圾回收。

大对象直接进入老年区域，当过大的对象在Eden区及Survivor区都没有足够空间的情况下会进入老年区。

长期存活的对象进入老年代，在Eden区域中，进行一次垃圾回收后，仍然存活的对象会分配到Survivor区域（有足够的空间）。之后在每次GC后会将自己的一个年龄计数器加1，直到某个程度（默认15）后，会直接进入老年代。

动态对象年龄判定，虚拟机并非需要一个对象长期存活到某一年龄才会分配到老年代，如果Survivor对象中所有年龄相同的对象大小之和大于等于Survivor区域的一半，那么会直接进入老年代。

空间分配担保，新生代使用复制算法，当Minor GC时如果存活对象过多，无法完全放入Survivor区，就会向老年代借用内存存放对象，以完成Minor GC。在触发Minor GC时，虚拟机会先检测之前GC时租借的老年代内存的平均大小是否大于老年代的剩余内存，如果大于，则将Minor GC变为一次Full GC，如果小于，则查看虚拟机是否允许担保失败，如果允许担保失败，则只执行一次Minor GC，否则也要将Minor GC变为一次Full GC。说白了，新生代放不下就会借用老年代的空间来进行GC