深入理解Java虚拟机（jvm性能调优+内存模型+虚拟机原理）
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本套课程从虚拟机的发展历史，虚拟机的内存结构，对象的分配与回收以及字节码，类加载等多个方面深入地对Java虚拟机进行了剖析。内容详实，语言通俗易懂。理论结合实践，让学习本套视频的朋友可以更快的理解虚拟机的原理，以解决虚拟机所带来的性能瓶颈以及由于虚拟机的不正当参数所导致各种问题。
课程基于jdk7来讲解，环境是使用最新版jdk8，对于jdk8的新特性也会提及。课程以小节的形式发布，每个小节一个内容，每节尽可能独立。课程实战性强，以java虚拟机的内存结构为例，先讲了内存的结构，然后针对每个结构具体讲解。然后讲解监控工具，监控内存，线程等，然后讲三个案例贯穿整个内容
就像使用浏览器打开网页，使用微信聊天一样，运行Java应用需要java虚拟机。我们似乎并不去关注浏览器是如何实现的，也不需要知道微信是如何通信的，我们只要根据其规则来使用就可以了。对于java虚拟机也是同样，因为虚拟机自身隐藏了底层技术的复杂性以及操作系统的差异性，开发者只需要了解其api，并不需要了解其内部原理就能够编写出可运行程序。
然而，凡事都有两面性，当我们对于程序的性能，稳定性等等都有较高的要求的时候，这个时候看起来智能的虚拟机也就没这么智能了，我们就需要对虚拟机的内部结构深入了解之后，才能够根据业务需求，根据自身的情况设定合适的虚拟机参数，才能够让虚拟机高效稳定的运行。另外对于应用运行过程中出现的问题，也只有了解了虚拟机的结构之后才能够对问题进行准确定位。所以在java开发体系中，对系统调优师这一角色需求很大。学习虚拟机中各种运作特性的原理也成为java程序员成长道路上必然会接触到的一课。
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友情链接：深入理解Java垃圾回收机制以及内存泄漏
转载 &更新时间：日 16:43:56 & 投稿：jingxian
下面小编就为大家带来一篇深入理解Java垃圾回收机制以及内存泄漏。小编觉得挺不错的，现在就分享给大家，也给的大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
在segmentfault上看到一个问题：java有完善的GC机制，那么在java中是否会出现内存泄漏的问题，以及能否给出一个内存泄漏的案例。本问题视图给出此问题的完整答案。
垃圾回收机制简介
在程序运行过程中，每创建一个对象都会被分配一定的内存用以存储对象数据。如果只是不停的分配内存，那么程序迟早面临内存不足的问题。所以在任何语言中，都会有一个内存回收机制来释放过期对象的内存，以保证内存能够被重复利用。
内存回收机制按照实现角色的不同可以分为两种，一种是程序员手动实现内存的释放（比如C语言）另一种则是语言内建的内存回收机制比如本文将要介绍的java垃圾回收机制。
Java的垃圾回收机制
在程序的运行时环境中，java虚拟机提供了一个系统级的垃圾回收（GC，Carbage Collection）线程，它负责回收失去引用的对象占用的内存。理解GC的前提是理解一些和垃圾回收相关的概念，下文一一介绍这些概念。
对象在jvm堆区的状态
Java对象的实例存储在jvm的堆区，对于GC线程来说，这些对象有三种状态。
1. 可触及状态：程序中还有变量引用，那么此对象为可触及状态。
2. 可复活状态：当程序中已经没有变量引用这个对象，那么此对象由可触及状态转为可复活状态。CG线程将在一定的时间准备调用此对象的finalize方法（finalize方法继承或重写子Object），finalize方法内的代码有可能将对象转为可触及状态，否则对象转化为不可触及状态。
3. 不可触及状态：只有当对象处于不可触及状态时，GC线程才能回收此对象的内存。
GC为了能够正确释放对象，必须监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等，GC都需要进行监控，所以无论一个对象处于上文中的任何状态GC都会知道。
上文说到，GC线程会在一定的时间执行可复活状态对象的finalize方法，那么何时执行呢？由于不同的JVM实现者可能使用不同的算法管理GC，所以在任何时候，开发者无法预料GC线程进行各项操作（包括检测对象状态、释放对象内存、调用对象的finalize方法）的时机。虽然可以通过System.gc()和Runtime.gc()函数提醒GC线程尽快进行垃圾回收操作，但是这也无法保证GC线程马上就会进行相应的回收操作。
内存泄漏指由于错误的设计造成程序未能释放已经不再使用的内存，造成资源浪费。GC会自动清理失去引用的对象所占用的内存。但是，由于程序设计错误而导致某些对象始终被引用，那么将会出现内存泄漏。
比如下面的例子。使用数组实现了一个栈，有入栈和出栈两个操作。
import com.sun.javafx.collections.ElementObservableListD
import com.sun.swing.internal.plaf.metal.resources.metal_
import java.beans.ExceptionL
import java.util.EmptyStackE
* Created by peng on 14-9-21.
public class MyStack {
private Object[]
private int Increment = 10;
private int size = 0;
public MyStack(int size) {
elements = new Object[size];
public void push(Object o) {
capacity();
elements[size++] =
public Object pop() {
if (size == 0)
throw new EmptyStackException();
return elements[--size];
//增加栈的容量
private void capacity() {
if (elements.length != size)
Object[] newArray = new Object[elements.length + Increment];
System.arraycopy(elements, 0, newArray, 0, size);
public static void main(String[] args) {
MyStack stack = new MyStack(100);
for (int i = 0; i & 100; i++)
stack.push(new Integer(i));
for (int i = 0; i & 100; i++) {
System.out.println(stack.pop().toString());
这个程序是可用的，支持常用的入栈和出栈操作。但是，有一个问题没有处理好，就是当出栈操作的时候，并没有释放数组中出栈元素的引用，这导致程序将一直保持对这个Object的引用（此object由数组引用）,GC永远认为此对象是可触及的，也就更加谈不上释放其内存了。这就是内存泄漏的一个典型案例。针对此，修改后的代码为：
public Object pop() {
if (size == 0)
throw new EmptyStackException();
Object o = elements[--size];
elements[size] =
以上这篇深入理解Java垃圾回收机制以及内存泄漏就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。
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本文介绍的Java虚拟机（JVM）的自动内存管理机制主要是参照《深入理解Java虚拟机》（第2版）一书中的内容，主要分为两个部分：Java内存区域和内存溢出异常、垃圾回收和内存分配策略。因此我也会分为两个部分来讲解，但这并不代表这两个部分在JVM中是分割的。反之，其实这两个部分关联性很强。只不过为了便于介绍，所以我才分开来讲。在介绍它们详细内容之前，我首先会给出两幅思维导图以便读者可以了解一下里面所包含的内容，然后我会根据思维导图中的知识点一一为大家进行介绍。
第一部分 Java内存区域和内存溢出异常
Java内存区域与内存溢出异常
下面我将对图中所涉及到的部分进行介绍
运行时数据区域
由于直接内存（Direct Memory）并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。但是这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致内存溢出异常（OutOfMemoryError）出现，所以也放到这部分进行介绍。
Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域都有各自的用途以及创建和销毁的时间。有的区域（线程共享的数据区域）随着虚拟机的启动而存在，有的区域（线程隔离的数据区域）则要依赖用户线程的启动和结束来创建或者是销毁。
程序计数器
程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。学过《计算机组成原理》这门课之后我们知道----在计算机中，其实程序计数器就是一个寄存器，依据不同计算机细节的差异，它可以存放当前正在被执行的指令，也可以存放下一个要被执行的指令。由此，我们可以对“当前线程所执行的字节码的行号指示器”有更好的理解。
在虚拟机的概念模型中，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器（对于多核处理器来说是一个内核）都只会执行一条线程中的指令。因此为了线程切换之后能够恢复到正确的执行位置，每条线程都需要拥有一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互补影响，独立存储。所以程序计数器是线程私有的内存（线程隔离）。
如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的就是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是Native方法，那么这个计数器的值就为空（Undefined）。此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
Java虚拟机栈
和程序计数器一样，Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）也是线程私有的，即它的生命周期和线程的相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
我们常常说的栈内存其实就是现在讲的虚拟机栈，或者说是虚拟机栈中局部变量表部分。
局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型，它不等同于对象本身，可能是指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。
其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间（Slot），其余数据类型只占用1个。局部变量表所需要的内存空间在编译时期完成分配。当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。
本地方法栈
本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，它们之间的区别就是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。其实虚拟机规范中对本地方发栈中方法所使用的语言、使用方式以及数据结构都没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由地实现它。甚至在有的虚拟机（如Sun HotSpot虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemory异常。
对于大多数应用来说，Java堆（Java Heap）是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块数据区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。但是随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有的对象都分配在堆上也逐渐变得不是那么“绝对”。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称为“GC堆”。Java堆还可以细分为新生代和老年代等等。这一部分在讲垃圾回收算法的时候还会继续介绍。
根据Java虚拟机规范规定，Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，即只要逻辑上是连续的即可，就像我们磁盘空间一样。在实现时，可以固定大小，也可是可拓展的，主流的虚拟机都是按照可拓展来实现的（通过-Xmx和-Xms来控制）。如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法继续拓展时，将会抛出OutOfMemortError异常。
方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java虚拟机将其描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap（非堆）。目的是与Java堆区分开来。（以前很多人把方法区称为永久代，现在JDK1.8中已经用元数据区域取代了永久代）。
运行时常量池
运行时常量池是方法区（Runtime Constant Pool）的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池，用于存放编译时期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。Java虚拟机对于运行时常量池没有做任何细节的要求。
运行时常量池具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern（）方法。
由于直接内存（Direct Memory）并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。但是这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致内存溢出异常（OutOfMemoryError）出现，所以也放到这部分进行介绍。
显然，本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制。但是肯定还是会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。管理员在配置虚拟机参数时，会根据实际内存设置-Xmx等参数信息，但经常忽略直接内存，使得各个内存区域总和大于物理内存限制（包括物理的和操作系统级的限制），从而导致动态拓展时出现OutOfMemoryError异常。
对象的创建方式
在Java程序当中每时每刻都有对象被创建出来。在语言层面上，创建对象通常仅仅是使用一个new关键字而已，而在虚拟机中，对象（仅限于普通Java对象）的创建又是怎样一个过程呢？
虚拟机遇到一条new指令时，首先将去检查这个指令的参数能否在常量池中定位到一个类的符号引用。并且检查这个符号引用代表的类是否已经被加载、解析和初始化过。如果没有，那就先执行类加载的过程（关于类加载过程在后面的博客中会进行介绍）。
在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需内存的大小在类加载完成之后便可完全确定（在对象的内存布局部分会介绍）。
为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来。有两种方式：
指针碰撞：假设Java堆中内存是规整的，所有用过的内存都放在一边，空闲的内存放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那分配内存就是将指针往空间空间挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配内存的方式就被称为指针碰撞；
空闲列表：如果Java堆中的内存并不是规整的，已经使用的内存和空闲内存相互交错，那就没有办法简单地使用指针碰撞的方法进行内存分配了。虚拟机此时必须维护一个列表用来记录哪些内存块是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间为分配给对象实例，并且更新列表上的记录，这种分配方式就被称为空闲列表。
选择哪一种分配方式由Java堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。
除了如何划分可用空间之外，还要考虑的一个问题就是对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为，即使是仅仅修改一个指针的位置，在并发的情况之下也并不是线程安全的----可能出现正在给对象A分配内存，指针还没来得及修改，对象B同时使用了原来的指针来分配内存的情况。解决方案也有两种：
一种是对分配内存空间的动作进行同步处理----实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性；
另一种是把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程缓冲分配（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。哪个线程需要分派内存，就在哪个线程的TLAB上分配，只有TLAB用完并分配新的TLAB时，才需要同步锁定。虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX:+/-UseTLAB参数来设定。
内存分配完成之后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头），如果使用TLAB，则此工作可以提前至TLAB分配时进行。这一步操作保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初值就可以直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
接下来，虚拟机要对对象进行一些必要的设置，比如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据、对象的哈希码、对象的GC分代年龄等信息。
在上面的工作完成之后，从虚拟机的角度来看，一个新的对象已经产生了。但从Java程序的角度来看，对象创建才刚刚开始----&init&方法还没执行，所有的字段都还为零。一般来说（由字节码中是否跟随invokespecial指令所决定），执行new指令之后会接着执行&init&方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正的对象才算创建完成。
对象的内存布局
第一部分：用于存储自身的运行时数据，包括哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。
第二部分：类型指针，即对象指向它的元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。不过并不是所有的虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针，换句话说，查找对象的元数据信息并不一定要经过对象本身。另外，如果对象是一个Java数组，那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定Java对象的大小，但是从数组的元数据中却无法确定数组的大小。
实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的，都需要记录起来。这部分的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数和字段在Java源码中定义顺序的影响。
对齐填充并不是必然存在的，也没有特殊的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说，就是对象的大小必须是8字节的整数倍。而对象头部分正好是8字节的倍数（一倍或者两倍），因此，当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全。
对象的访问定位
建立对象是为了使用对象，我们的Java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。由于reference类型在Java虚拟机规范中只规定了一个指向对象的引用，并没有定义这个引用应该通过何种方式去定位、访问堆中的对象的具体位置，所以对象访问方法也是取决于虚拟机的实现而决定的。目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。
通过句柄访问对象
通过句柄访问对象
优点：reference存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动（垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为）时只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要改变;
缺点：增加了一次指针定位的时间开销。
通过直接指针访问对象
通过直接指针访问对象
优点：节省了一次指针定位的开销
缺点：在对象被移动时reference本身需要被修改。
常见的内存溢出异常
Java堆溢出
Java堆用于存储对象实例，只要不停地创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径类避免垃圾回收机制清除这些对象对象，那么在对象数量达到最大堆的容量限制后就会产生内存溢出异常。
虚拟机栈和本地方法栈溢出
关于虚拟机栈和本地方法栈，在Java虚拟机规范中描述了两种异常：
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常；
如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。
这里把异常分为两种情况，看似较为严谨，但却存在着一些互相重叠的地方：当栈空间无法继续分配时，到底是已使用的栈空间太大，还是内存太小，其本质上都只是对同一件事情的两种描述而已。
方法区和运行时常量池溢出
本机直接内存溢出
第二部分 垃圾收集器与内存分配策略
垃圾收集器与内存分配策略
其实当我们在讨论垃圾回收的时候，我们常常要思考垃圾收集（Garbage Collection）需要完成的三件事情：
哪些内存需要回收？（What？）
什么时候回收？（When？）
如何回收？（How？）
那么对于Java虚拟机来说，垃圾收集主要是发生在哪些区域呢？
由于程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈这三个区域是随线程而生，随线程而亡的；栈中的栈帧随着方法的进入和退出有条不紊地执行着入栈和出栈操作，每一个栈帧中分配多少内存基本上都是在类结构确定下来时就已知的。因此这几个区域的内存分配和回收策略都具备确定性，在这几个区域就不需要过多考虑回收的问题。因为方法结束或者线程结束之后。这部分内存自然也就随着回收了。
但是Java堆和方法区则不一样，因为一个接口中的多个实现类需要的内存可能不一样，一个方法中的多个分支需要的内存可能也不一样，我们只有在程序运行期间才能知道到底会创建哪些对象，这部分内存的分配是动态的，是不确定的。所以我们要针对这两块区域制订合适的垃圾收集策略。因此，在后面我们提到的对内存进行垃圾回收，说的主要也是针对Java堆和方法区这两块区域。
对象已死吗？
在Java堆中存放着Java世界中几乎所有的对象实例。垃圾收集器在进行垃圾收集行为之前，需要对这些对象进行判断，看看哪些对象已经“死”了，哪些对象依然“存活”着。
引用计数法
很多书上用来判断对象是否存活的方法是这样的：给对象添加一个引用计数器，如果有一个地方引用它的时候，这个计数器就加一；当引用失效时，计数器就减一；任何时刻计数器为零的对象意味着它已经不能再被使用了。
引用计数法看起来很简单，也很容易理解。但是主流的Java虚拟机中没有选用引用计数法来对内存进行管理。很大一部分原因就是因为此算法不能解决两个对象相互引用的问题。如果不相信的话，下面可以用程序验证一下：
引用计数法的缺陷
我们可以看到，如果虚拟机中采用的是引用计数法的话，那么objA和objB引用计数器的值都应不为零，故不应该发生垃圾回收。但是从运行结果来看，此时确实发生了垃圾回收行为。这也就验证了在这里，Java虚拟机并不是采用引用计数法来管理内存。
可达性分析
可达性分析算法的基本思想是通过一些列被称为“GC Roots”的对象作为起始点，然后从这些节点向下开始搜索，搜索走过的路径被称为引用链（Reference Chain），当某个对象（节点）到“GC Roots”之间不存在引用链的话，则证明此对象不可用。其实了解二叉树的话这里就很好理解了：从根节点出发，如果不能遍历到某个对象，则此对象就不可用。
在Java语言中，可以作为GC Roots的对象有：
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（即常说的Native方法）引用的对象。
无论是通过引用计数算法判断对象的引用数量，还是通过可达性分析算法判断对象的引用链是否可达，我们可以知道判定对象是否存活都与引用有关。
在JDK1.2之前，Java中的引用的定义很简单粗暴：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，就称这块内存代表着一个引用。这种定义很简单，但是太过于狭隘-----一个对象在这种定义之下就只有两种状态：引用或者没有引用。对于描述一些“食之无味，弃之可惜”的对象就显得无能为力。
所以在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）
强引用就是在内存中普遍存在的。类似于“Object obj = new Object()”这样的引用。只要强引用还存在，垃圾收集器就不会将被引用的对象回收。
软引用(Soft Reference)
软引用就是用来描述一些还有用但并非必需的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出之前，将会把这些对象列入回收范围中进行二次回收。如果这次回收还没有得到足够的内存，才会抛出内存溢出异常。SoftReference类可以实现软引用。
弱引用(Weak Reference)
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存活到下一次垃圾回收发生之前。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。WeakReference类可以实现弱引用
虚引用(Phantom Reference)
虚引用又被称为幽灵引用或者是幻影引用，它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这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。PhantomReference类可以实现虚引用。
生存 or 死亡
即使是在可达性分析算法中不可达的对象，其实也并非是“非死不可”的，这时候它们暂时处于“缓刑”阶段，要真正宣告一个对象死亡，必须要经历两次过程：
如果对象在进行可达性分析之后发现没有与GC Roots相连接的引用链，那么它会被第一次标记并进行一次筛选。筛选的条件是此方法是否有必要执行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”；
如果这个对象被视为有必要执行finalize()方法，那么这个对象将会放置在一个F-Queue的队列之中，并在稍后由一个虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程去执行它。这里的“执行”是指虚拟机会触发这个方法，但并不会承诺等待它运行结束。这样做的目的是防止一个对象在finalize()方法中执行缓慢或者是发生了死循环从而导致F-Queue队列中其他对象永久处于等待状态，甚至导致程序崩溃。
回收方法分区
许多人认为在方法区中不会发生垃圾回收行为。Java虚拟机规范中也说过可以不要求虚拟机在方法区实现垃圾回收。但是其实在方法区也是存在垃圾回收的，主要是针对两部分：
判断一个常量是否为废弃常量是一件比较简单的事情，而要判定一个类是否是“无用的类”的条件相对苛刻。类要同时满足下面3个条件才能算是“无用的类”:
该类所有的实例都已被回收，即Java堆中不存在此类的任何实例；
加载该类的ClassLoader已被回收；
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。
垃圾收集算法
这里主要介绍几种算法的思想，不深究其实现过程
标记 - 清除算法
“标记 - 清除”（Mark-Sweep）算法是最基础的算法。此算法共分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。其实很简单，就是首先标记出所有需要被回收的对象，然后在标记完成之后统一回收所有被标记的对象。
效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高；
空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，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另一次垃圾收集动作。
为了解决效率问题，复制算法就出现了，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块内存用完了，就将还存活着的对象复制到另一块上，然后再把已使用过的内存空间清理掉。这样就使得每次都是对整个半区进行内存回收，在进行内存分配的时候也无需考虑内存碎片等复杂问题，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。只是这种算法的代价是将内存缩小为原来的一半。
标记 - 整理算法
复制算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率会降低。更为关键的是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中所有对象都100%存活的极端情况，所以老年代一般不能直接选用这种算法。
根据老年代的特点，有人提出了另一种“标记 - 整理”算法，标记过程仍与“标记 - 清除”算法一样，但后续步骤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往一端移动，然后直接清理端边界以外的内存。
分代收集算法
当前商业虚拟机都采用“分代收集”（Generational Collection）算法，这种算法就是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据年代的不同来选择最合适的垃圾收集算法。
在新生代中，每次垃圾收集时都有大批的对象死去，只有少量对象存活。那就选用复制算法。这样依赖只需付出少量存货对象的复制成本即可完成垃圾收集。
老年代中对象存活率较高、没有额外空间进行分配担保，所以必须使用“标记 - 清除”或者“标记 - 整理”算法来进行回收。
HotSpot算法实现（待完善）
垃圾收集器（待完善）
内存分配与回收策略
Java的自动内存管理归根结底其实就是解决了两个问题：给对象分配内存以及回收分配给对象的内存空间。我们前面已经讲了非常多有关于内存回收的知识，下面将开始介绍有关于内存分配的只是。
对象的内存分配，在宏观上来看，其实就是在堆上分配（也可能经过JIT编译后被拆散为标量类型并间接地栈上分配），对象主要分配在新生代的Eden区上，如果启动了本地线程分配缓冲，将按线程优先在TLAB上分配。少数情况下也可能会直接分配在老年代。其实分配的规则并不是固定的，其细节还取决于当前使用的是哪一种垃圾收集器组合，还有虚拟机中能够与内存相关的参数设置。
对象优先在Eden分配
大多数情况下，对象在新生代Eden区中分配。当Eden区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次Minor GC。
大对象直接进入老年代
所谓大对象是指需要大量连续内存空间的Java对象，最典型的大对象就是那种很长的字符串以及数组。大对象对虚拟机的内存分配来说就是一个坏消息，经常出现大对象容易导致内存还有不少空间时就提前触发垃圾收集以获取足够多的连续空间来“安置”它们。
长期存活的对象将进入老年代
既然虚拟机采用了分代收集的思想来管理内存，那么内存回收时就必须能识别哪些对象应放在新生代，哪些对象应放在老年代。为了做到这点，虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄（Age）计数器。如果对象在Eden出生并经过一次Minor GC后仍然存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到Survivor空间中，并且对象年龄设为1.对象在Survivor区每“熬过”一次Minor GC，年龄就增加1岁，当它的年龄增加到一定程度（默认为15岁），就会晋升到老年代中。对象晋升老年代的年龄阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold设置。
动态对象年龄判定
为了更好地适应不同程度的内存情况，虚拟机并不是永远地要求对象的年龄必须达到了MaxTenuringThreshold才能晋升老年代，如果在Servivor空间中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代，无须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。
空间分配担保（待完善）
会一点点Java.
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