1. 如何判断对象已“死”

Java堆中存放着几乎所有的对象实例，垃圾回收器在堆进行垃圾回收前，首先要判断这些对象哪些还存活，哪些已经“死去”。判断对象是否已“死”有如下几种算法

1.1 引用计数法

引用计数法描述的算法为：给对象增加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器就+1，每引用失效时，计数器就-1，任何时刻计数器为0的对象就是不能再被使用的，即对象已“死”。
引用计数法实现简单，判定效率也比较高,在大部分情况下都是一个比较好的算法。比如Python语言就是采用的引用计数法来进行内存管理的。但是，在主流的JVM中没有选用引用计数法来管理内存，最主要的原因是引用计数法无法解决对象的循环引用问题。

范例：循环引用问题

public class Test{
	public static void main(String[] args){
		testGC();
	}
	public static void testGC(){
		Test test1 = new Test();
		Test test2 = new Test();
		test1.instance = test2;
		test2.instance = test1;
		// 建议JVM进行垃圾回收
		System.gc();
	}
}

1.2 可达性分析算法（JVM所使用的算法）

在上面讲了，Java并不采用引用计数法来判断对象是否已“死”，而采用可达性分析"来判断对象是否存活(同样采用此法的还有C#、Lisp-最早的一门采用动态内存分配的语言)。
此算法的核心思想:通过一系列称为“GC Roots’的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索,搜索走过的路径称为“引用链”，当一个对象到GC Roots没有任何的引用链相连时(从GC Roots到这个对象不可达)时，证明此对象不可用。以下图为例:
在这里插入图片描述
对象Object5——Object7之间虽然彼此还有联系，但是它们到GC Roots 是不可达的，因此它们会被判定为可回收对象。

在Java语言中，可作为GC Roots的对象包含以下几种:

虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象。
方法区中静态属性引用的对象。
方法区中常量引用的对象。
本地方法栈中(Native方法)引用的对象。

2. 垃圾回收算法

2.1 标记清除算法

“标记-清除”算法是最基础的收集算法。算法分为标记和清除两个阶段:首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统-回收所有被标记的对象(标记过程参见1.2可达性分析)。后续的收集算法都是基于这种思路并对其不足加以改进而已。
“标记-清除"算法的不足主要有两个:

效率问题：标记和清除这两个过程的效率都不高。
空间问题：标记清除后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后在程序运行中需要分配较大对象时，无法找到足够连续内存
而不得不提前触发另-次垃圾收集。
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2.2 复制算法（新生代回收算法）

“复制”算法是为了解决“标记-清除的效率问题。它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中-块。当这块内存需要进行垃圾回收时，会将此区域还存活着的对象复制到另-块上面，然后再把已经使用过的内存区域-次清理掉。这样做的好处是每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配时也就不需要考虑内存碎片等的复杂情况，只需要移动堆顶指针，按顺序分配即可。此算法实现简单，运行高效。算法的执行
流程如下图:
在这里插入图片描述

2.3 新生代复制算法

2.4 标记整理算法（老年代回收算法）

复制收集算法在对象存活率较高时会进行比较多的复制操作，效率会变低。因此在老年代一般不能使用复制算法。
针对老年代的特点，提出了一种称之为“标记-整理算法"。标记过程仍与“标记-清除"过程一致，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活对象向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
流程图如下:

在这里插入图片描述