一、如何判断对象可以被回收

引用计数法（循环引用检测不了）：

 可达性分析法：

Java 虚拟机中的垃圾回收器采用可达性分析来探索所有存活的对象
扫描堆中的对象，看是否能够沿着 GC Root对象 为起点的引用链找到该对象，找不到，表示可以回收

二、四种引用

1、强引用
只有所有 GC Roots 对象都不通过【强引用】引用该对象，该对象才能被垃圾回收
2、软引用（SoftReference）
仅有软引用引用该对象时，在垃圾回收后，内存仍不足时会再次触发垃圾回收，回收软引用对象，可以配合引用队列来释放软引用自身
3、弱引用（WeakReference）
仅有弱引用引用该对象时，在垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收弱引用对象，可以配合引用队列来释放弱引用自身
4、虚引用（PhantomReference）
必须配合引用队列使用，主要配合 ByteBuffer 使用，被引用对象回收时，会将虚引用入队，由 Reference Handler 线程调用虚引用相关方法释放直接内存
5、终结器引用（FinalReference）
无需手动编码，但其内部配合引用队列使用，在垃圾回收时，终结器引用入队（被引用对象暂时没有被回收），再由 Finalizer 线程通过终结器引用找到被引用对象并调用它的 finalize方法，第二次 GC 时才能回收被引用对象

三、垃圾回收算法

1、标记清除（速度较快）

   2、标记整理（速度慢，不会有内存碎片）

3、复制(不会有内存碎片，需要占用双倍内存空间)

  四、分代垃圾回收

jvm内存模型:

  •  新生代和老年代内存空间默认比例为1：2，可通过-XX:NewRatio=2修改，Eden区和两个Survivor区的内存空间占比默认为：8:1:1，可通过-XX:SurvivorRatio=8修改
  • 对象首先分配在伊甸园区域（eden），例外情况：创建的对象所需内存太大，eden区放不下，则直接在老年代创建

  • 当Eden区的空间满了以后，此时创建对象便会触发GC（Minor GC），将Eden区中存活的对象放入幸存区，然后清除Eden区
    当触发Eden区的GC时，会将Eden区中还存活的对象放入幸存区S0
    当Eden区满了再次触发GC时，会将Eden区中存活的对象和幸存者S0中仍然存活的对象放入幸存区S1，然后清除Eden区和S0区
    若再一次触发Eden区的GC，则将存活的对象又重新放回幸存区S0，依次循环
    存活的对象被放入幸存区一次，年龄就会加1，当对象的年龄到达15（4bit）时，该对象就会被晋升到老年代，

  • minor gc 会引发 stop the world，暂停其它用户的线程，等垃圾回收结束，用户线程才恢复运行
  • 当老年代空间不足，会先尝试触发 minor gc，如果之后空间仍不足，那么触发 full gc，STW的时间更长。如果Full GC完成后还是放不下，则出现 OutOfMemoryError: Java heap space。老年代主要采用标记-清除或标记-整理算法回收

Full GC触发的五种情况：

  • 调用System类的gc()方法，但这只是告诉JVM应该进行GC，并不代表JVM会立马执行Full GC
  • 老年代内存不足
  • 方法区内存不足
  • Minor GC过后进行老年代的平均大小大于老年代的可用内存
  • 由Eden区、From区向To区复制时，对象大小大于To区可用内存，则把该对象晋升到老年代，而老年代也没有足够的内存存放该对象

S0、S1与From区 To区概念：

　　事实上，S0就是From区，S1就是To区，但由于复制-清除算法的过程，它会将第一次Minor GC后存活的对象放入From区，此时To区是空的；当第二次Minor GC时，垃圾回收器会扫描Eden区和From区，并将还存活的对象放入To区，然后清空Eden和From区，此时From区会和To区做一个交换，这样空的From区就会作为下一次GC的To区继续放置存活的对象，即：复制之后有交换，谁空谁就做To区

 相关VM参数：

-XX:+PrintFlagsInitial：查看所有的参数默认值
-XX:+PrintFlagsFinal：查看所有的参数最终值
-Xms：设置初始堆内存
-Xmx：设置最大堆内存
-Xmn：设置新生代的内存
-XX:NewRatio：配置新生代与老年代在堆结构的占比
-XX:SurvivorRatio：配置新生代中Eden区与Survivor区的占比
-XX:MaxTenuringThreshold：设置新生代垃圾的最大年龄
-XX:+PrintGCDetails -verbose:gc：输出GC的详细日志

六、常用JVM调优工具

1、jstat

用法：jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

option可以由以下值构成

类装载相关的：

-class：显示ClassLoader的相关信息：类的装载、装载数量、总空间、类装载所消耗的时间等

垃圾回收相关的：

-gc：显示与GC相关的堆信息。包括Eden区、两个Survivor区、老年代、永久代等的容量、已用空间、GC时间合计等信息

-gccapacity：显示内容与-gc基本相同，但输出主要关注Java堆各个区域使用到的最大、最小空间

-gcutil：显示内容与-gc基本相同，但输出主要关注已使用空间占总空间的百分比

-gccause：与-gcutil功能一样，但是会额外输出导致最后一次或当前正在发生的GC产生的原因

-gcnew：显示新生代GC状况

-gcnewcapacity：显示内容与-gcnew基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间

-geold：显示老年代GC状况

JIT相关的：

-compiler:显示JIT编译器编译过的方法、耗时等信息

-printcompilation:输出已经被JIT编译的方法

interval用于指定输出统计数据的周期，单位为毫秒。即：查询间隔

count用于指定查询的总次数

-t可以在输出信息前加上一个Timestamp列，显示程序运行时间。单位：秒

-h可以在周期性数据输出时，输出多少行数据后输出一个表头信息

jstat -class 8496(jvm进程号) 1000  10      --每秒打印一次8496进程号java应用类装载相关信息，一共打印10次

返回结果分别显示类装载个数、类装载字节数，未装载个数....

2、jmap

 基本用法

jmap [option] <pid> (to connect to running process)
jmap [option] <executable <core> (to connect to a core file)
jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname> (to connect to remote debug server)

其中option包括：

选项 作用
-dump 生成dump文件    -dump:live只保存堆中的存活对象
-finalizerinfo 以ClassLoader为统计口径输出永久代的内存状态信息
-heap 输出整个堆空间的详细信息，包括GC的使用、堆配置信息，以及内存的使用信息
-histo 输出堆空间中对象的统计信息，包括类、实例数量和合计容量
-F 当虚拟机进程对-dump选项没有任何响应时，强制生成dump文件

-dump 通常在写Heap Dump文件前会触发一次Full GC，所以heap dump文件里保存的都是FullGC后留下的对象信息。生成dump文件是个比较耗时的操作。

手动语法：

jmap -dump:format=b,file=<filename.hprof> <pid>  #format=b代表标准格式
jmap -dump:live,format=b,file=<filename.hprof> <pid> #区别：只生成存活对象的dump文件,生产常用此方式，避免文件过大
例：
jmap -dump:format=b,file=D:/1.hprof 16164
jmap -dump:format=b,file=D:/2.hprof 16164
jmap -dump:live,format=b,file=D:/3.hprof 16164

 自动语法（配置在jvm运行参数里，只在宕机时发生）

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=filename

-heap用法：-heap <pid>  

-histo用法：-histo <pid> 

 3、jstack

用于生成虚拟机指定进程当前时刻的线程快照，thread dump中要留意下面几种状态

死锁,Deadlock（重点关注）

等待资源,Waiting on condition（重点关注）

等待资源监视器，Waiting on monitor entry（重点关注）

阻塞，Blocked（重点关注）

执行中，Runnable

暂停，Suspended

常用用法: jstack [-l] <pid>         -l:除堆栈外，显示关于锁的附加信息

4、jvisualvm

可视化试图，常用功能：

文件->装入堆dump或线程dump分析，查找n个保留大小最大的对象，下载visual gc插件可查看堆内存gc相关信息，可保存堆dump或线程dump文件并比对分析，cpu和内存采样分析等

dump文件获取可采用jmap命令或通过配置JVM参数生成

选项“-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError”或“-XX:+HeapDumpBeforeFullGC”

选项“-XX:HeapDumpPath”所代表的含义就是当程序出现OutofMemory时，将会在相应的目录下生成一份dump文件。如果不指定此选项，则在当前目录下生成dump文件