在Java中，垃圾回收（GC）机制可谓是老生常谈了，大部分人都会把这项技术当作Java语言的伴生产物。谈及GC垃圾回收机制，必然就要讲讲对象的“生”和“死”，那他们是在哪里“生”和“死”的呢，它们的生死就是GC回收机制的具体体现。
这里插一个题外话，因为垃圾回收机制是在Java虚拟机的内存中进行的，这个内存又被称为Java虚拟机运行时数据区，根据Java虚拟机规范Java SE7版的规定，主要划分以下几个数据区域：
其他的数据区域暂不做过的阐述，这里只针对Java堆做一个简单的介绍，Java堆也是虚拟机所管理的内存中最大的一块，主要是存储对象实例，几乎所有（不是绝对的）对象实s例都会在这里被分配内存。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称为GC堆，垃圾回收机制主要就在这个区域进行。
一、检测对象的生和亡
引用《道德经》第四十二章的一句话：“道生一，一生二，二生三，三生万物。这句话亦可作为一个对象的缘起，即有“生”，必有“亡”，GC收集器回收垃圾便是这个一个具体的体现，回收前的一个步骤必定是检测对象是“存活”的和“死去”，这样才能有目的性的清除无用（无效）对象。
1、引用计数器算法
或许你会接触过引用计数器算法，这一种检测堆中对象生死的算法，实现原理是：给对象添加一个引用计数器，当此对象被一个地方引用时，计数器值+1，当其引用失效时计数器值-1，任何对象引用计数器值为0时，表对象的引用时不可用的，最终会被GC回收。这种算法的实现简单且效率高，但这也面临另外一个问题，当存在两个对象，对象中都存在字段get:
public class PersonProperty{
private PersonProperty get=null;
public static void main(String[] args){
PersonProperty p1=new PersonProperty();
PersonProperty p2=new PersonProperty();
p1.get=p2;
p2.get=p1;
p1=null;
p2=null;
}
}
这个案例里面，两个对象相互引用，造成死锁，以此循环往复，在引用计数器中永远不可能为0，也就无法通知GC收集器回收它们，所以，Java中并未使用它作为JVM判断对象的生死的算法。
2、可达性分析算法
前面拿引用计数器算法做了就简单分析，在Java商业JVM中，并未使用此算法作为判断堆中对象生死的实现方案，在这里引入了另外一种算法：可达性分析算法。其实现原理是：以GC Roots为根节点，向下搜索对象，如果有对象直接或间接通过引用链（搜索时所走过的路径）与GC Roots相连，则表明GC Roots到这些对象是可达的，也就是证明此对象是可用的，反之，则表明GC Roots到这些对象是不可达的，这些对象是不可用的，最终会通知GC收集器回收这些对象。下面我们给出一个简单的案例：
public class ObjectRefrence{
private String objectName;
private ObjectRefrence;
public ObjectRefrenc(String objectName){
this.objectName=objectName;
}
public Object(String objectNmae,ObjectRefrence refernce){
this.objectName=objectName;
this.refrence=refrence;
}
public static void main(String[] args){
ObjectRefrence A= new ObjectRefrence("A");
ObjectRefrence B= new ObjectRefrence("B");
ObjectRefrence C= new ObjectRefrence("C");
A.refrence=B;
B.refrence=C;
new ObjectRefrence("D",new ObjectRefrence("E"))
}
}
在上述案例中，假设A是GC Roots的话，B和C与A都存在直接或间接的引用，它们之间存在直接或间接联系的引用链，所以对象A是B和C的的可达对象；对于D和E，虽然彼此之间存在对象可达性，但对作为GC Roots的A并没有直接或间接的引用，也就是A并不是D和E的的可达对象，最终D和E会被判定为可回收对象，它们的关系如下图所示：
下面就理解一下，这几类对象可以被称为GC Roots。
- 虚拟机栈中的本地变量表引用：我们平时讲的“堆栈”中的“栈”，严格意义上来说是虚拟机栈中的局部变量表引用，里面存储了基本数据类型、对象引用指针、引用地址等。线程在执行方法时，会将方法打包成一个栈帧入栈执行，方法里用到的局部变量会存放到栈帧的本地变量表中。只要方法还在运行，还没出栈，就意味这本地变量表的对象还会被访问，GC就不应该回收，所以这一类对象可作为GC Roots。
- 本地方法栈中JNI（Native方法）引用的对象：是一个是Java方法栈中的变量引用，一个是native方法(C、C++)方法栈中的变量引用。与上面的原理基本一致。
- 被同步锁持有的对象：被synchronized锁住的对象也是绝对不能回收的，当前有线程持有对象锁，GC如果回收了对象，锁就失效了。
- 方法区静态属性对象引用：全局对象的一种，Class对象本身很难被回收，回收的条件非常苛刻，只要Class对象不被回收，静态成员就不能被回收。
- 方法区常量池引用对象: 属于全局对象，例如字符串常量池，常量本身初始化后不会再改变，因此作为GC Roots也是合理的。
二、垃圾收集算法
由于垃圾收集算法的实现涉及到大量的程序细节，且各个平台的虚拟机操作内存的方式各不相同，这里面就探究以下几种垃圾收集算法的思想。
1、标记-清除算法
这个算法的功能如其名，先是标记出所有需要回收的对象，在标记完成后，然后再回收被标记的对象。标记-清除算法的优缺点都很明显，优点：实现简单。缺点：效率低，因为要对所有的标记然后再清理，另外还会产生内存碎片。具体思路实现如图所示：
2、复制算法
复制算法是在标记-清除算法的基础上改良而来，它的原理是将一块内存容量对半分，执行的时候先用其中的一半，另一半空着，当使用着的这块内存被占满时，就将存活的对象复制到另一半内存中，然后回收掉无用对象，值此，这部分的内存也空着了，另一半的内存就重复着这样的工作，一直循环的利用被划分的这两块内存。该算法的优点:高效，实现简单，能有效回收时清除产生的碎片。缺点：与其他算法相比较，需要两倍的内存空间。具体思路实现如图所示：
3、标记-清理算法
此算法结合了标记-清除算法和复制算法某些痛点而优化出的结果，它的原理是标记回收对象与标记-清除算法一致，但不是立马对可回收对象进行清理，而是先让存活的对象向一段移动，然后清理掉端边界意外的内存。其优点是：同要的结果，这种算法需要的内存比复制算法要小50%（无需划分内存），此外也不会产生内存碎片。缺点：实现的效率非常慢，毕竟要标记又要移动，最后清理这些都需要时间的。具体思路实现如图所示：
在
4、分代收集算法
前面三种算法是分代收集算法的细化体现，因为当前商业虚拟机是采用了这种算法去实现的，它的思想是根据对象的存活周期划分几个内存模块，一般吧Java堆分为：年轻代和老年代。结构如下图所示：
