在 JVM 调优中一个离不开的重点是垃圾回收，当垃圾回收成为系统达到更高并发量的瓶颈时，我们就需要对 JVM 中 “自动化” 垃圾回收技术实施必要的监控和调节。
对于调优之前，我们必须要了解其运行原理，java 的垃圾收集 Garbage Collection 通常被称为 “GC”，它诞生于1960年 MIT 的 Lisp 语言，经过半个多世纪，目前已经十分成熟了。因此本篇主要从这三个方面来了解:
哪些对象需要被回收？
什么时候回收？
如何回收？
谁要被回收？
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，这些区域有各自各自的用途。主要包含以下几个部分组成：
程序计数器
程序计数器占用的内存空间我们可以忽略不计，它是每个线程所执行的字节码的行号指示器。
虚拟机栈
java 的虚拟机栈是线程私有的，生命周期和线程相同。它描述的是方法执行的内存模型。同时用于存储局部变量、操作数栈、动态链接、方法出口等。
本地方法栈
本地方法栈，类似虚拟机栈，它调用的是 native 方法。
堆
堆是 JVM 中管理内存中最大一块。它是被共享，存放对象实例。也被称为 “GC堆”，是垃圾回收的主要管理区域。
方法区
方法区也是共享的内存区域。它主要存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器（jit）编译后的代码数据。
以上就是 JVM 在运行时期主要的内存组成，我们看到常见的内存使用不但存在于堆中，还会存在于其他区域，虽然堆的管理对程序的管理至关重要，但我们不能只局限于这一个区域，特别是当出现内存泄露的时候，我们除了要排查堆内存的情况，还得考虑虚拟机栈的以及方法区域的情况。
知道了要对谁以及那些区域进行内存管理，还需要知道什么时候对这些区域进行垃圾回收。
什么时候回收？
在垃圾回收之前，我们必须确定的一件事就是对象是否存活？这就牵扯到了判断对象是否存活的算法了。
引用计数算法
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 +1，当引用失效，计数器 -1。任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。
优点：实现简单，判定效率高效，被 actionscript3 和 python 中广泛应用。
缺点：无法解决对象之间的相互引用问题，Java 没有采纳。
可达性分析算法
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 GCRoots
没有任何引用链相连的时候，则证明此对象是不可用的。
比如下图，右侧的对象是到 GCRoot 时不可达的，可以判定为可回收对象。
在 java 中，可以作为 GCRoot 的对象包括以下几种：
虚拟机栈中引用的对象。
方法区中静态属性引用的对象。
方法区中常量引用的对象。
本地方法中 JNI 引用的对象。
基于以上，我们可以知道，当当前对象到 GCRoot 中不可达时候，即会满足被垃圾回收的可能。
那么是不是这些对象就非死不可，也不一定，此时只能宣判它们存在于一种“缓刑”的阶段，要真正的宣告一个对象死亡。至少要经历两次标记：
第一次：对象可达性分析之后，发现没有与 GCRoots 相连接，此时会被第一次标记并筛选。
第二次：对象没有覆盖 finalize() 方法，或者 finalize() 方法已经被虚拟机调用过，此时会被认定为没必要执行。
如何回收？
上述的两点讲解之后，我们大概明白了，哪些对象会被回收，以及回收的依据是什么，但回收的这个工作实现起来并不简单。
首先它需要扫描所有的对象，鉴别谁能够被回收，其次在扫描期间需要 “stop the world”，对象会被冻结，不然你刚扫描，引用信息有变化，就等于白做了。
分代回收
我们从一个 object1 来说明其在分代垃圾回收算法中的回收轨迹。
1、object1新建，出生于新生代的 Edan 区域。
2、minor GC，object1 还存活，移动到 Fromsuvivor 空间，此时还在新生代。
3、minor GC，object1 仍然存活，此时会通过复制算法，将 object1 移动到 ToSuv 区域，此时 object1 的年龄 age+1。
4、minor GC，object1 仍然存活，此时 survivor 中和 object1 同龄的对象并没有达到 survivor 的一半，所以此时通过复制算法，将 fromSuv 和 Tosuv 区域进行互换，存活的对象被移动到了Tosuv。
5、minor GC，object1 仍然存活，此时 survivor 中和 object1 同龄的对象已经达到 survivor 的一半以上（toSuv 的区域已经满了），object1 被移动到了老年代区域。
6、object1 存活一段时间后，发现此时 object1 不可达 GcRoots，而且此时老年代空间比率已经超过了阈值,触发了 majorGC（也可以认为是 fullGC，但具体需要垃圾收集器来联系），此时 object1 被回收了。fullGC 会触发 stop the world。
在以上的新生代中，我们有提到对象的 age，对象存活于 survivor 状态下，不会立即晋升为老生代对象，以避免给老生代造成过大的影响，它们必须要满足以下条件才可以晋升：
1、minor gc 之后，存活于 survivor 区域的对象的 age 会 +1，当超过（默认）15 的时候，转移到老年代。
2、动态对象，如果 survivor 空间中相同年龄所有的对象大小的综合和大于 survivor 空间的一半，年纪大于或等于该年纪的对象就可以直接进入老年代。
以上采用分代垃圾收集的思想，对一个对象从存活到死亡所经历的历程。期间，在新生代的时刻，会用到复制算法，在老年代时，有可能会用到标记 - 清除算法（mark-sweep）算法或者标记 - 整理算法，这些都是垃圾回收算法基于不同区域的实现，我们看下这几种回收算法的实现原理。
垃圾回收算法
标记清除法（Mark-Sweep）
标记清除法是垃圾回收算法的思想基础。标记清除算法将垃圾分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。
标记阶段，通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象，未标记过的对象就是未被引用的垃圾对象。
清除阶段，清除所有未被标记的对象。
复制算法（Copying）
复制算法是，将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中存活对象复制到未使用的内存块，然后清除使用的内存块中所有的对象。
标记压缩算法（Mark-Compact）
标记压缩算法是一种老年代的回收算法。
标记阶段和标记清除算法一致，对可达对象做一次标记。
清理阶段，为了避免内存碎片产生，将所有的存活对象压缩到内存的一端。
垃圾收集器
垃圾收集器是内存回收的具体实现，不同的厂商提供的垃圾收集器有很大的差别，一般的垃圾收集器都会作用于不同的分代，需要搭配使用。以下是各种垃圾收集器的组合方式：
各种组合的优缺点：
