引：Java与C++之间有一堵内存动态分配与垃圾收集技术所围成的“高墙”，墙外面的人想进去，墙里面的人却想出来。那我们就先来看看JVM到底是怎么进行垃圾收集的？
垃圾回收，回收哪里？
之前介绍过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有确定性，方法结束或者线程结束，内存自然就跟着回收了，但是Java堆和方法区（元空间）则不一样，我们只有在运行期间才知道会创建哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的，所有垃圾回收就是回收这里。
对象已死么？
垃圾收集器在对堆进行回收前，第一件事就是要确定这些对象之中还有那些还“存活”者，哪些已经“死去”（即不可能再被任何途径使用的对象）。
引用计数算法
给每个对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器就加一；当引用失效时，计数器值就减一；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。
可达性分析算法（Java使用）
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，搜索所走过的路径被称为引用链，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应用的对象
- 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
引用类型
- 强引用：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：用来描述还有用但非必须的对象，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。它是通过SoftReference类来实现软引用的。
- 弱引用：用来描述非必需对象的，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。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，它是通过WeakReference类来实现弱引用的。
- 虚引用：只要发生垃圾回收，它就会被收集，它唯一的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，它是用过PhantomReference类来实现虚引用。
方法区（元空间）的回收
类和其元数据的生命周期和其对应的类加载器是相同的。话句话说，只要类加载器存活，其加载的类的元数据也是存活的，因而不会被回收掉。准确的来说，每一个类加载器的存储区域都称作一个元空间，所有的元空间合在一起就是我们一直说的元空间。当一个类加载器被垃圾回收器标记为不再存活，其对应的元空间会被回收。在元空间的回收过程中没有重定位和压缩等操作。但是元空间内的元数据会进行扫描来确定Java引用。
垃圾收集算法
标记-清除算法
流程：
- 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
不足：
效率问题
标记和清除两个过程效率都不高
空间问题
标记清除以后会产生大量不连续的空间碎片，无法存储大对象
复制算法
流程：
- 将可用内存按容量分为大小相同的两块
- 在第一块分配内存，并标记出所有需要回收的对象
- 当第一块内存用完了，将所有活着的对象复制到另外一块上
- 将第一块所使用过的内存空间一次性清除
好处：解决了空间碎片问题
不足：降低了空间利用率
现在的商业虚拟机都用这种收集算法来回收新生代，因为新生代中的对象98%是“朝生夕死”的，所以不需要1:1划分空间,而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一块Survivor。当回收时，将Eden和Survivor中还活着的对象那个一次性复制到另一块Survivor空间上，最后清理掉前两块空间。HotSpot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例为8:1，所以只有10%的内存会被“浪费”，当Survivor空间不够用时，需要依赖其他内存（这里指老年代）进行分配担保。
内存的分配担保是指如果放着存活对象的Survivor空间没有足够空间放上一次新生代收集下来的存活对象时，这些对象将直接通过分配担保机制进入老年代。
标记-整理算法
适合老年代
流程：
- 标记出所有需要回收的对象
- 让所有存活的对象都向一端移动
- 直接清理掉端边界以外的内存
分代收集算法
将内存划分为老年代和新生代。老年代中存放寿命较长的对象，新生代中存放“朝生夕死”的对象。然后在不同的区域使用不同的垃圾收集算法。
总结
从上面我们了解了对象存活判定算法和垃圾回收算法，但是不同虚拟机的具体实现还是不同的，而且不同的垃圾收集器的内存回收的具体实现也是不同的，我们要因机而议。
参考
- 《深入理解Java虚拟机》
- JDK8 从永久代到元空间