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阅读《深入理解Java虚拟机》艺术第三章“垃圾收集器与内存分配策略”，对本章中重要概念进行抄写，以便后续记忆及理解。
在堆里存放着Java世界中几乎所有的对象实例，垃圾收集器在对堆进行回收前，第一件事情就是要确定这些对象中哪些还“存活”着，哪些已经“死去”(不可能再被任何途径使用的对象)。
概念：给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。但在主流java虚拟机里面没有选用引用计数器算法来管理内存，其中最主要的原因是它很难解决对象之间相互循坏引用的问题。
基本思路是通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的。在主流的商用程序语言(java,c#)的主流实现中，都是通过可达性分析来判断对象是否存活的。
在java语言中，可作为GC Roots的对象包括下面几种
虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。
方法区中类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(即一般说的Native方法)引用的对象。
在jdk1.2之后，java对引用的概念进行了扩充，将引用分为强引用(Strong Reference)、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）、虚引用(Phantom Reference)4种，这4种引用强度依次逐渐减弱。
强引用就是指在程序代码中普遍存在的，类似“Object obj = new Object()”这类的引用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
软引用是用来描述一些还有用但并非必须的对象。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之中进行二次回收，如果这次回收还没有足够内存时，才会抛出内存溢出异常。在JDK1.2之后，提供类SoftReference类来实现软引用。
弱引用也是用来描述非必需对象的，但是它的强度比软引用更弱一些，被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集器之前。当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。在JDK1.2之后，提供了WeakReference来实现弱引用。
虚引用是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一个对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在对象被收集器回收时收到一个系统通知。提供了PhantomReference来实现虚引用。
即使在可达性分析算法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的，这时候它们暂处于“缓刑”阶段，要真正宣告一个对象的死亡，至少要经过两次标记过程：如果对象在经历可达性分析后发现没有与GC Roots相连接的引用链，那它将会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。当对象没有覆盖finalize()方法，或者finalize()方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”。但并不鼓励大家使用finalize()方法来拯救对象，，它的运行代价高昂，不确定性大，无法保证各个对象的调用顺序。finalize()能做的所有工作，使用try-finally或者其他方式都可以做的更好、更即时。
方法区(或者HotSpot虚拟机中的永久代)也是有垃圾收集的，的垃圾收集主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。回收废弃常量与回收java堆中的对象非常类似；判断一个类是否是“无用的类”的条件则相对苛刻许多。类需要满足下面3个条件才能算是“无用的”类：
该类所有的实例都已经被回收，也就是java堆中不存在该类的任何实例。
加载该类的ClassLoader已经被回收
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。
算法分为“标记”，“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象。它的主要不足有两个：一个是效率问题，标记和清除两个过程效率都不高；另一个是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的碎片，空间碎片太多可能会导致以后再程序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发一次垃圾收集动作。
它将可用的内存容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象赋值到另一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次性清理掉。这样使得每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配时也不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针，按顺序分配即可，实现简单，运行高效。但这种算法的代价是将内存缩小为了原来的一般，未免特太高了一点。
复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率降低。更关键的是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行担保，以应对被使用的内存中所有对象都100%存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接选用这种算法。标记-整理算法过程仍然与“标记-清除”一样，但后续不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都想一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
当前商业虚拟机的垃圾收集器都采用“分代收集”算法，根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把java堆分为新生代、老年代。在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清理”或者“标记-整理”算法进行回收。
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