98. 我说说你对Java GC机制的理解？一
写在前面
使用Java快一年时间了，从最早大学时候对Java的憎恶，到逐渐接受，到工作中体会到了Java开发的各种便捷与福利，这确实是一门不错的开发语言。不仅是 Intellij开发Java程序的爽快，还有无需手动管理内存的便捷、 Maven管理依赖的整洁、 SpringCloud大礼包的规整等等。
所以，作为一个有追求的Java程序员，深入底层掌握 GC（垃圾回收）的机制，应该算是必备的技能了。本文即我在学习过程中的一些个人观点以及心得，不正之处敬请指正。
JVM的运行数据区
首先我简单来画一张 JVM的结构原理图，如下。
我们重点关注 JVM在运行时的数据区，你可以看到在程序运行时，大致有5个部分。
1、方法区
不止是存“方法”，而是存储整个 class文件的信息，JVM运行时，类加载器子系统将会提取 class文件里面的类信息，并将其存放在方法区中。例如类的名称、类的类型（枚举、类、接口）、字段、方法等等。
2、堆（ Heap）
熟悉 c/c++编程的同学们应该相当熟悉 Heap了，而对于Java而言，每个应用都唯一对应一个JVM实例，而每一个JVM实例唯一对应一个堆。堆主要包括关键字 new的对象实例、 this指针，或者数组都放在堆中，并由应用所有的线程共享。堆由JVM的自动内存管理机制所管理，名为垃圾回收—— GC（garbage collection）。
3、栈（ Stack）
操作系统内核为某个进程或者线程建立的存储区域,它保存着一个线程中的方法的调用状态，它具有先进后出的特性。在栈中的数据大小与生命周期严格来说都是确定的，例如在一个函数中声明的int变量便是存储在 stack中，它的大小是固定的，在函数退出后它的生命周期也从此结束。在栈中，每一个方法对应一个栈帧，JVM会对Java栈执行两种操作：压栈和出栈。这两种操作在执行时都是以栈帧为单位的。还有一些即时编译器编译后的代码等数据。
4、PC寄存器
pc寄存器用于存放一条指令的地址，每一个线程都有一个PC寄存器。
5、本地方法栈
用来调用其他语言的本地方法，例如 C/C++写的本地代码， 这些方法在本地方法栈中执行，而不会在Java栈中执行。
初识GC
自动垃圾回收机制，简单来说就是寻找 Java堆中的无用对象。打个比方：你的房间是JVM的内存，你在房间里生活会制造垃圾和脏乱，而你妈就是 GC（听起来有点像骂人）。你妈每时每刻都觉得你房间很脏乱，不时要把你赶出门打扫房间，如果你妈一直在房间打扫，那么这个过程你无法继续在房间打游戏吃泡面。但如果你一直在房间，你的房间早晚要变成一个无法居住的猪窝。
那么，怎么样回收垃圾比较好呢？我们大致可以想出下面的思路。
Marking
首先，所有堆中的对象都会被扫描一遍：我们总得知道哪些是垃圾，哪些是有用的物品吧。因为垃圾实在太多了，所以，你妈会把所有的要扔掉的东西都找出来并打上一个标签，到了时机成熟时回头来一起处理，这样她就能处理你不需要的废物、旧家具，而不是把你喜欢的衣服或者身份证之类的东西扔掉。
Normal Deletion
垃圾收集器将清除掉标记的对象：你妈已经整理了一部分杂物（或者已全部整理完），然后会将他们直接拎出去倒掉。你很开心房间又可以继续接受蹂躏了。
Deletion with Compacting
压缩清除的方法：我们知道，内存有空闲，并不代表着我们就能使用它，例如我们要分配数组这种一段连续空间，假如内存中碎片较多，肯定是行不通的。正如房间可能需要再放一个新的床，但是扔掉旧衣柜后，原来的位置并不能放得下新床，所以需要进行空间压缩，把剩下的家具和物品位置并到一起，这样就能腾出更多的空间啦。
有趣的是，JVM并不是使用类似于 objective-c的 ARC（AutomaticReferenceCounting）的方式来引用计数对象，而是使用了叫根搜索算法( GC Root)的方法，基本思想就是选定一些对象作为 GC Roots，并组成根对象集合，然后从这些作为 GC Roots的对象作为起始点，搜索所走过的引用链（ ReferenceChain）。如果目标对象到 GC Roots是连接着的，我们则称该目标对象是可达的，如果目标对象不可达，则说明目标对象是可以被回收的对象。
GC Root使用的算法是相当复杂的，你不必记住里面的所有细节。但是你要知道的一点就是，可以作为 GC Root的对象可以主要分为四种。
JVM栈中引用的对象；
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，JNI（即Native方法）引用的对象；
在 JDK1.2之后，Java将引用分为强引用、软引用、弱引用、虚引用4种，这4种引用强度依次减弱。
