第三章 垃圾收集器与内存分配策略
目前内存的动态分配与内存回收技术已经相当成熟和自动化，为什么还需要去了解GC和内存分配？：当需要排查各种内存溢出、内存泄漏问题时，当垃圾收集成为系统达到更高并发量的瓶颈时，我们就需要对这些“自动化”的计划实施必要的监控和调节；
第二章介绍了Java内存运行时区域的各个部分，其中程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈3个区域随线程而生，随线程而灭；这几个区域的内存分配和回收都具备确定性，随着方法结束或者线程结束时，内存自然就跟随着回收了；Java堆 和 方法区则不一样，这部分内存的分配和回收都是动态的；
引用计数法：无法解决循环引用问题； 可达性分析法：通过一系列称为GC Roots的对象作为起始点，向下搜索形成引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连，则证明此对象是不可用的； 在Java语言中，可以作为GC Roots的对象有下面几种： 1. 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象 2. 方法区中类静态属性引用的对象 3. 方法区中常量引用的对象 4. 本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）所引用的对象
强引用（只要存在强引用，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象）、软引用（对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围进行第二次回收，如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常）、弱引用（被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前）、虚引用； 两次标记过程：
回收方法区(部分虚拟机的永久代)：回收 废弃常量 和 无用的类； 类需要满足下面3个条件才能算是“无用的类”： 1. Java堆中不存在该类的任何实例 2. 加载该类的ClassLoader已经被回收 3. 该类对应的java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用， 无法在任何地方通过反射访问该类的方法； 类并不是和对象一样，不使用了就必然会回收。 在大量使用反射、动态代理、CGLib等ByteCode框架、动态生成JSP以及OSGi这类频繁自定义ClassLoader的场景都需要虚拟机具备类卸载的功能，以保证永久代不会溢出；
垃圾收集算法： 标记-清除算法： 先标记，后清除；效率不高，会产生内存碎片； 复制算法： 将内存按容量划分为大小相等的两块，每次使用其中一块，当一块内存用完，就将还存活着的对象复制到另一块上面，然后再把已经使用过的内存空间一次清理掉；缺点：将内存缩小为原来一半，代价太高； 现代商业虚拟机都采用复制算法来回收新生代； Eden 、From Survivor 、To Suvivor（8:1:1）； 标记-整理算法： 对象存活率较高的时候复制收集算法要执行较多的复制操作，效率较低，还需要额外的空间进行分配担保；所以在老年代使用“标记-整理算法”,先标记，再把存活的对象都向一段移动，再直接清理掉边界以外的内存； 分代收集算法： 在新生代中，每次垃圾收集都发现有大批对象死去，少量存活，选用复制算法；老年代对象存活率高，没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清除”或“标记-整理”算法来进行回收；
GC停顿：
垃圾收集器长时间停顿，表现在 Web 页面上可能是页面响应码 500 之类的服务器错误问题，如果是个支付过程可能会导致支付失败，将造成公司的直接经济损失。两个原因：
- 在 CMS 启动过程中，新生代提升速度过快，老年代收集速度赶不上新生代提升速度
- 在 CMS 启动过程中，老年代碎片化严重，无法容纳新生代提升上来的大对象
发送这种情况，应用线程将会全部停止（相当于网站这段时间无法响应用户请求），进行压缩式垃圾收集（回退到 Serial Old 算法）
新生代提升过快问题：（1）如果频率太快的话，说明空间不足，首先可以尝试调大新生代空间和晋升阈值。（2）如果内存有限，可以设置 CMS 垃圾收集在老年代占比达到多少时启动来减少问题发生频率（越早启动问题发生频率越低，但是会降低吞吐量，具体得多调整几次找到平衡点），参数如下：如果没有第二个参数，会随着 JVM 动态调节 CMS 启动时间
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=68 （默认是 68）
-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly
老年代碎片严重问题：（1）如果频率太快或者 Full GC 后空间释放不多的话，说明空间不足，首先可以尝试调大老年代空间（2）如果内存不足，可以设置进行 n 次 CMS 后进行一次压缩式 Full GC，参数如下：
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：允许在 Full GC 时，启用压缩式 GC
-XX:CMSFullGCBeforeCompaction=n 在进行 n 次，CMS 后，进行一次压缩的 Full GC，用以减少 CMS 产生的碎片
安全点：