深入理解JVM：垃圾收集器与内存分配策略

堆里面存放着Java世界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之中哪些还存活，哪些已经死去。判断对象的生命周期是否结束有以下几种方法
引用计数法
具体操作是给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用时，计数器的值就加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。客观的说引用计数器算法实现简单，判定效率也很高，在大部分情况下他都是一个不错的算法。但是引用计数器有缺陷
举个简单的例子，对象A和对象B都有字段instance，赋值命令objA.instance = objB,objB.instance=objA,除此之外，这两个对象再无任何引用，实际上这两个对象已经不可能再被访问了，但是他们因为互相引用这对方，导致引用数据器不为0，无法通知CG收集器收集他们。

public class ReferenceCountingGC{
    public Object instance = null;
    private static final int _1MB = 1024*1024;
    // 这个成员属性的唯一意义就是占点内存，以便能在GC日志中看清楚是否被回收过
    private byte[] bigSize = new byte[2*_1MB];
    public static void testGC{
        ReferenceCountingGC objA = new ReferenceCountingGC();
        ReferenceCountingGC objB = new ReferenceCountingGC();
        objA.instance = objB;
        objB.instance = objA;

        obj.A = null;
        obj.B = null;
    }
}

通过GC日志，虚拟机并没有因为这两个对象互相引用就不回收他们，这从侧面说明虚拟机不是通过引用计数器来判断对象是否存活。
可达性分析算法
这个算法的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，则证明此对象是不可用的。
Java语言中，可作为GC Roots的对象包括
1、虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的变量
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（Native方法）引用的对象
引用分析
如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另一块内存的起始地址，就称为这块内存代表着一个引用。这种定义太过狭隘，一个对象在这种定义下只有被引用和没有被引用两种状态，对于如何描述一些“食之无味，弃之可惜”的对象就显得无能为力。我们希望能描述这样一类对象，当内存空间足够时，则能够保存在内存之中，如果内存空间在进行垃圾回收后还是非常紧张，则可以抛弃这些对象。
在JDK1.2以后，Java对引用进行了扩展，将引用分为强引用、软引用、弱引用、虚引用四种，强度依次递减。
1、强引用：程序中普遍存在，例如Object obj = new Object();只要强引用来，CG永远不会回收
2、软引用：描述一些还有用，但是并非必要的对象。对于软引用的对象，在系统将要发生内存溢出之前，会把这些对象列进回收范围之中进行二次回收，如果回收了还没有足够的内存将报出内存溢出，JDK1.2之后提供了SoftReference类来实现软引用。
3、弱引用：也是描述非必须对象，被弱引用的对象只能生存到下一次垃圾收集之前。当垃圾收集器工作时，无论内存是否够用都会被回收，JDK1.2之后提供了WeakReference类来实现弱引用。
4、虚引用：幽灵引用或者幻影引用，最弱。一个对象是否有虚无引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚无引用来取得一个对象实例。
生存还是死亡
即使在可达性分析算法中不可达对象，也并非是“非死不可”的，这时候他们暂时出“缓刑”之中，要真正宣告一个对象死亡，至少要经历两次标记过程：如果对象在进行可达性分析后发现没有与GC Roots相连接的引用链，那他会被第一次标记并且进行一次筛查，筛查的条件是此对象是有有必要执行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视为没有必要执行。
类的Finalize方法，可以告诉垃圾回收器应该执行的操作，该方法从Object类继承而来。在从堆中永久删除对象之前，垃圾回收器调用该对象的Finalize方法。注意，无法确切地保证垃圾回收器何时调用该方法，也无法保证调用不同对象的方法的顺序。即使一个对象包含另一个对象的引用，或者在释放一个对象很久以前就释放了另一个对象，也可能会以任意的顺序调用这两个对象的Finalize方法。如果必须保证采用特定的顺序，则必须提供自己的特有清理方法。
回收方法区
方法区即为Hotspot虚拟机中的永久代，永久代的垃圾收集主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。以常量字符串”abc”为例，已经进入常量池，但是当前系统没有任何一个String对象叫做abc，换句话说就是没有任何String对象引用常量池中的abc，如果此时发生内存回收，这个abc常量就会被系统清理出常量池。常量池中的其他类、接口、方法、字段的符号引用也与此类似。
判定一个常量是否是废弃常量比较简单，而判定一个类是否是无用的类的条件 要苛刻的多，无用的类要满足以下条件：
1、该类所有的实例都已经被回收，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。