一、GC-Roots
对象主要是在堆上分配的，我们可以把它想象成一个池子，对象不停地创建，后台的垃圾回收进程不断地清理不再使用的对象。当内存回收的速度，赶不上对象创建的速度，这个对象池子就会产生溢出，也就是我们常说的 OOM。
把不再使用的对象及时地从堆空间清理出去，是避免 OOM 有效的方法。那 JVM 是如何判断哪些对象应该被清理，哪些对象需要被继续使用呢？
**这里首先强调一个概念，这对理解垃圾回收的过程非常有帮助
垃圾回收，并不是找到不再使用的对象，然后将这些对象清除掉。它的过程正好相反，JVM 会找到正在使用的对象，对这些使用的对象进行标记和追溯，然后一股脑地把剩下的对象判定为垃圾，进行清理。
**
了解了这个概念，我们就可以看下一些基本的衍生分析：
GC 的速度，和堆内存活对象的多少有关，与堆内所有对象的数量无关；
GC 的速度与堆的大小无关，32GB 的堆和 4GB 的堆，只要存活对象是一样的，垃圾回收速度也会差不多；
垃圾回收不必每次都把垃圾清理得干干净净，最重要的是不要把正在使用的对象判定为垃圾。
那么，如何找到这些存活对象，也就是哪些对象是正在被使用的，就成了问题的核心。
大家可以想一下写代码的时候，如果想要保证一个 HashMap 能够被持续使用，可以把它声明成静态变量，这样就不会被垃圾回收器回收掉。我们把这些正在使用的引用的入口，叫作GC Roots。
这种使用 tracing 方式寻找存活对象的方法，叫作可达性分析法。
概括来讲，GC Roots 包括：
Java 线程中，当前所有正在被调用的方法的引用类型参数、局部变量、临时值等。也就是与我们栈帧相关的各种引用；
所有当前被加载的 Java 类；
Java 类的引用类型静态变量；
运行时常量池里的引用类型常量（String 或 Class 类型）；
JVM 内部数据结构的一些引用，比如 sun.jvm.hotspot.memory.Universe 类；
用于同步的监控对象，比如调用了对象的 wait() 方法；
JNI handles，包括 global handles 和 local handles。
对于这个知识点，不要死记硬背，可以对比着 JVM 内存区域划分那张图去看，入口大约有三个：线程、静态变量和 JNI 引用。
二、强、软、弱、虚引用
那么，通过 GC Roots 能够追溯到的对象，就一定不会被垃圾回收吗？这要看情况。
Java 对象与对象之间的引用，存在着四种不同的引用级别，强度从高到低依次是：强引用、软引用、弱引用、虚引用。
强应用
默认的对象关系是强引用，也就是我们默认的对象创建方式。这种引用属于最普通最强硬的一种存在，只有在和 GC Roots 断绝关系时，才会被消灭掉。
软引用
用于维护一些可有可无的对象。在内存足够的时候，软引用对象不会被回收；只有在内存不足时，系统则会回收软引用对象；如果回收了软引用对象之后，仍然没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。
弱引用
级别就更低一些，当 JVM 进行垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。软引用和弱引用在堆内缓存系统中使用非常频繁，可以在内存紧张时优先被回收掉。
虚引用
是一种形同虚设的引用，在现实场景中用得不是很多。
三、分代垃圾回收
上面我们提到，垃圾回收的速度，是和存活的对象数量有关系的，如果这些对象太多，JVM 再做标记和追溯的时候，就会很慢。
一般情况下，JVM 在做这些事情的时候，都会停止业务线程的所有工作，进入 SafePoint 状态，这也就是我们通常说的 Stop the World。所以，现在的垃圾回收器，有一个主要目标，就是减少 STW 的时间。
其中一种有效的方式，就是采用分代垃圾回收，减少单次回收区域的大小。这是因为，大部分对象，可以分为两类：
大部分对象的生命周期都很短
其他对象则很可能会存活很长时间
这个假设我们称之为弱代假设（weak generational hypothesis）。
分代垃圾回收器会在逻辑上，把堆空间分为两部分：年轻代（Young generation）和老年代（Old generation）。
1.年轻代
年轻代中又分为一个伊甸园空间（Eden），两个幸存者空间（Survivor）。对象会首先在年轻代中的 Eden 区进行分配，当 Eden 区分配满的时候，就会触发年轻代的 GC。
此时，存活的对象会被移动到其中一个 Survivor 分区（以下简称 from）；年轻代再次发生垃圾回收，存活对象，包括 from 区中的存活对象，会被移动到 to 区。所以，from 和 to 两个区域，总有一个是空的。
Eden、from、to 的默认比例是 8:1:1，所以只会造成 10% 的空间浪费。这个比例，是由参数 -XX:SurvivorRatio 进行配置的（默认为 8）。
2.老年代
对垃圾回收的优化，就是要让对象尽快在年轻代就回收掉，减少到老年代的对象。那么对象是如何进入老年代的呢？它主要有以下四种方式。
正常提升（Promotion）
上面提到了年轻代的垃圾回收，如果对象能够熬过年轻代垃圾回收，它的年龄（age）就会加一，当对象的年龄达到一定阈值，就会被移动到老年代中。
分配担保
如果年轻代的空间不足，又有新的对象需要分配空间，就需要依赖其他内存（这里是老年代）进行分配担保，对象将直接在老年代创建。
大对象直接在老年代分配
超出某个阈值大小的对象，将直接在老年代分配，可以通过 -XX:PretenureSizeThreshold 配置这个阈值。
动态对象年龄判定
有的垃圾回收算法，并不要求 age 必须达到 15 才能晋升到老年代，它会使用一些动态的计算方法。比如 G1，通过 TargetSurvivorRatio 这个参数，动态更改对象提升的阈值。
老年代的空间一般比较大，回收的时间更长，当老年代的空间被占满了，将发生老年代垃圾回收。
目前，被广泛使用的是 G1 垃圾回收器。G1 的目标是用来干掉 CMS 的，它同样有年轻代和老年代的概念。不过，G1 把整个堆切成了很多份，把每一份当作一个小目标，部分上目标很容易达成。
G1 也是有 Eden 区和 Survivor 区的概念的，只不过它们在内存上不是连续的，而是由一小份一小份组成的。G1 在进行垃圾回收的时候，将会根据最大停顿时间（MaxGCPauseMillis）设置的值，动态地选取部分小堆区进行垃圾回收。
G1 的配置非常简单，我们只需要配置三个参数，一般就可以获取优异的性能：
① MaxGCPauseMillis 设置最大停顿的预定目标，G1 垃圾回收器会自动调整，选取特定的小堆区；
② G1HeapRegionSize 设置小堆区的大小；
③ InitiatingHeapOccupancyPercent 当整个堆内存使用达到一定比例（默认是45%），并发标记阶段就会被启动。
最后注意，不要把JVM内存模型 跟Java 的内存模型（JMM，JMM 指的是与多线程协作相关的主存与工作内存方面的内容）搞混
