内存(Memory)作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。
内存管理是指软件运行时对计算机内存资源的分配和使用。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在适当的时候释放和回收内存资源。
GC (Gabage Collection) 垃圾回收，主要作用是释放和回收内存资源。
Java自动管理内存，不用像 C++ 需要手动管理内存， Java 程序员只管 New New New 即可，Java 会自动回收过期的对象。
程序计数器、Java栈、本地方法栈都是随线程而生随线程而灭，栈帧随着方法的进入和退出做入栈和出栈操作，实现了自动的内存清理，因此，我们的内存垃圾回收主要集中于 java 堆和方法区中，在程序运行期间，这部分内存的分配和使用都是动态的！ 我们把Java对象的回收释放交给GC就万事大吉了吗！不，不良的开发习惯，还是会导致出现内存泄漏的问题。进一步了解Java GC的原理，知道其执行的过程，理解背后的思想。不光能够提高代码开发的质量，还有从中学习到宝贵的开发经验。
认识GC之前我们先看看一个案例，判断该代码算法是否会造成内存泄漏
public class Test { public Object obj; public void test(){ obj = new Object(); //...其他代码 } }如果公司交给你一个需求，来实现自动垃圾回收，你会怎么开发。 首先你会想，哪些是垃圾对象，这些垃圾对象可以分类吗，这些垃圾对象分别在哪里，应该怎么回收这些垃圾对象。
哪些是可以被GC回收的对象呢？
引用计数判断法（reference-counting）：每个对象都有个引用计数器，被引用一次时+1，引用失效时-1，当对象的引用计数器为0时，则是可以被GC回收的对象。可达性分析法（Readchablility Analysis）：以一系列的称为“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(Reference Chain)，当一个对象到GC Roots没有任何引用链(不可达)时，则是可以被GC回收的对象（GC Roots必然活的对象，不会被回收的对象）。根据不同的垃圾对象判断条件来分类，可分为引用计数判断法-回收算法和可达性分析法-回收算法。引用计数回收算法就是根据引用计数判断法来回收垃圾对象。我们重点讲可达性分析法回收算法。Java目前已不推荐使用引用计数回收算法。
可达性分析法回收算法实现可分为两个阶段标记和回收。标记都是以可达性作为标记，回收可分为直接回收、复制回收、移动（也叫整理）回收。
标记算法：直接回收标记为不可达的对象。将红色框框直接回收，我们发现回收之后会很多内存碎片。 复制算法：该算法很好的解决了内存空间碎片的问题，它将内存分为大小相同的两个区域，运行区域，预留区域，所有创建的新对象都分配到运行区域，当运行区域内存不够时，将运作区域中存活对象全部复制到预留区域，然后再清空整个运行区域内存，这时两块区域的角色也发生了变化，每次存活的对象就像皮球一下在运行区域与预留区域踢来踢出，而垃圾对象会随着整个区域内存的清空而释放掉。虽然解决了内存碎片的问题，但是预留一半的内存区域未免有些浪费，并且如果内存中大量的是存活状态，只有少量的垃圾对象，收集器要执行更多次的复制操作才能释放少量的内存空间，得不偿失。 标记整理算法：回收之前，算法将存活的对象向内存空间的一端移动，然后将存活对象边界以外的空间全部清空。这样解决了内存碎片问题，也不存在空间的浪费问题。但是也存在移动的动作，当需要整理大量且都是存活的对象时，则需要移动大量的存活对象，且释放的内存也只有一丁点。根据GC的运行方式和GC线程与用户线程的关系划分：
串行：单线程运行，用户线程暂停，Stop The World。不适合服务器环境。并行：多线程运行，用户线程暂停，回收效率高于串行。适用于科学计算或者大数据分析等弱交互的场景。并发：多线程运行，用户线程几乎不用暂停，可以与用户线程同时执行。适用于对响应时间有要求的场景。我们知道了什么是垃圾对象，又有哪些算法可以回收这些垃圾对象。接下来就是开发实现垃圾回收功能。
在选择具体的回收算法时，可以不用拘于某个算法。对不同生命周期的对象的回收动作进行分类，分别采用不同的垃圾回收算法，以提高回收的效率。分析JVM中的对象生命周期，我们可以得出下面的结论：
绝大多数的对象都是“朝生夕灭”的，既创建不久即可消亡;熬过越多此垃圾回收过程的对象就越难以消亡;我们可以将“朝生夕灭”的分为新生代，“难以消亡”分为老年代。新生代（PSYoungGen）特点垃圾对象多，回收动作频繁，用标记复制算法回收效率高。老年代（ParOldGen）特点垃圾对象少，生存时间长，回收作动少，用标记清除、标记整理算法。上述回收方式可以称为分代收集算法。 上面都是GC的设计思路和回收模型，JDK已有了对应的落地实现，我们要通过这些设计思想来理解和应用这些落地实现。
G1是JDK1.8之后的，这个本篇不作拓展。新生代（Young Gen）都是采用复制算法，老年代（Old Gen）都是采用标记清除、标记整理算法。这些垃圾收集器主要区别是回收方式的不同。
串行执行是最古老、最简单、效率高的一种回收方式。执行时，用户线程暂停，适用于单核服务器。
并行执行是串行的升级版，多线程执行垃圾回收，效率大大提高。执行时，用户线程暂停，适用于多核服务器。
并发执行是多线程与用户线程并发执行，目的是尽量减少对用户线程的暂停时间，实现最短的回收停顿时间。
Serial（新生代）：串行执行ParNew（新生代）：并行执行Parallel（新生代）：并行执行，是ParNew的升级版Serial Old（老生代）：串行执行Parallel Old（老生代）：并行执行CMS（老生代）：并发执行（Concurrent Mark-Sweep），使用标记清除算法JVM设置垃圾回收器的配置参数，就是在上述的垃圾回收器之间选择，针对性配置垃圾回收器。
//资源类测试 public static void main(String[] args) throws Exception { System.out.println("Start..."); for (int i = 1; i <= 3; i++) { System.out.println("i = " + i); //堆中创建10M的对象 byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 10]; Thread.sleep(1000); } }GC信息名称解释：
新生代和老年代都使用单线程串行执行GC。
JVM参数配置：-Xms20m -Xmx20m -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails
堆分为：def new generation（新生代）、tenured generation（老年代）、Metaspace（元空间）
Heap def new generation total 6144K, used 165K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff2a0000, 0x00000000ff2a0000) eden space 5504K, 3% used [0x00000000fec00000, 0x00000000fec29608, 0x00000000ff160000) from space 640K, 0% used [0x00000000ff160000, 0x00000000ff160000, 0x00000000ff200000) to space 640K, 0% used [0x00000000ff200000, 0x00000000ff200000, 0x00000000ff2a0000) tenured generation total 13696K, used 10811K [0x00000000ff2a0000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) the space 13696K, 78% used [0x00000000ff2a0000, 0x00000000ffd2ee78, 0x00000000ffd2f000, 0x0000000100000000) Metaspace used 2843K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K class space used 302K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K新生代适用多线程并行执行GC，老年代使用单线程串行执行GC。
JVM参数配置：-Xms20m -Xmx20m -XX:+UseParNewGC -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails
堆分为：par new generation（新生代）、tenured generation（老年代）、Metaspace（元空间）
Heap par new generation total 6144K, used 165K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff2a0000, 0x00000000ff2a0000) eden space 5504K, 3% used [0x00000000fec00000, 0x00000000fec29608, 0x00000000ff160000) from space 640K, 0% used [0x00000000ff160000, 0x00000000ff160000, 0x00000000ff200000) to space 640K, 0% used [0x00000000ff200000, 0x00000000ff200000, 0x00000000ff2a0000) tenured generation total 13696K, used 10811K [0x00000000ff2a0000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) the space 13696K, 78% used [0x00000000ff2a0000, 0x00000000ffd2ee78, 0x00000000ffd2f000, 0x0000000100000000) Metaspace used 2843K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K class space used 302K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K堆警告信息：Java HotSpot™ 64-Bit Server VM warning: Using the ParNew young collector with the Serial old collector is deprecated and will likely be removed in a future release（Java HotSpot（TM）64位服务器VM警告：不推荐将ParNew年轻收集器与Serial旧收集器一起使用，并且在将来的发行版中可能会删除它）
拓展：-XX:ParallelGCThreads=并行线程数（默认CPU数），可以自定义设置并行的线程数。
新生代和老年代都使用多线程并行GC。
又称吞吐量收集器（吞吐量=用户线程执行时间/用户线程执行时间+GC线程运行时间），吞吐量越高，说明CPU执行效率高，最高100%执行用户线程，不执行GC。
JVM参数配置：-Xms20m -Xmx20m -XX:+UseParallelGC -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails
堆分为：PSYoungGen（新生代）、ParOldGen（老年代）、Metaspace（元空间）
Heap PSYoungGen total 6144K, used 169K [0x00000000ff980000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) eden space 5632K, 3% used [0x00000000ff980000,0x00000000ff9aa558,0x00000000fff00000) from space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000) to space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000) ParOldGen total 13824K, used 10814K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff980000, 0x00000000ff980000) object space 13824K, 78% used [0x00000000fec00000,0x00000000ff68f970,0x00000000ff980000) Metaspace used 2843K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K class space used 302K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K拓展：-XX:MaxGCPauseMillis=毫秒数，可以自定义配置GC的暂停时间，采用自适应调节策略，是对ParNew的重大提升。JDK1.8默认配置，查看JVM默认配置
java -XX:+PrintCommandLineFlags -version新生代和老年代都使用多线程并行GC。与-XX:+UseParallelGC一样，可相互激活。JDK1.6之后有效，1.6之前还是Parallel（新生代）+Serial Old（老生代）。
新生代使用多线程并发GC，老年代使用多线程并发GC，并以Serial Old（老生代）作为异常时备用。
并发标记执行流程：
初始标记(STW initial mark) ***暂停应用并发标记(Concurrent marking)并发预清理(Concurrent precleaning)重新标记(STW remark) *** 暂停 应用并发清理(Concurrent sweeping)并发重置(Concurrent reset)JVM参数配置：-Xms20m -Xmx20m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails
堆分为：par new generation（新生代）、concurrent mark-sweep generation（老年代）、Metaspace（元空间）
Heap par new generation total 6144K, used 55K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff2a0000, 0x00000000ff2a0000) eden space 5504K, 1% used [0x00000000fec00000, 0x00000000fec0dda0, 0x00000000ff160000) from space 640K, 0% used [0x00000000ff160000, 0x00000000ff160000, 0x00000000ff200000) to space 640K, 0% used [0x00000000ff200000, 0x00000000ff200000, 0x00000000ff2a0000) concurrent mark-sweep generation total 13696K, used 10815K [0x00000000ff2a0000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) Metaspace used 2843K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K class space used 302K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K备用担保机制：由于是并发执行，GC线程和用户线程会同时增加对堆内存的占用，所以CMS必须在老年代堆内存用尽之前完成垃圾回收，否抓CMS回收失败，会触发担保机制，Serial Old（老生代）垃圾收集器会暂停所有用户线程，进行GC，会造成用户线程较长的停顿时间。
拓展：-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=次数（默认为0），多少次CMS之后，进行一次压缩的Full GC（由于使用的是标记清除，会又内存碎片产生）
新生代和老年代都使用单线程串行执行GC。
JVM参数配置：-Xms20m -Xmx20m -XX:+UseSerialOldGC -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails
已被移除，可以通过-XX:+UseSerialGC实现
总结：
JVM参数配置：-Xms20m -Xmx20m -XX:+UseG1GC -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails
堆分为：garbage-first heap、Metaspace（元空间）
Heap garbage-first heap total 20480K, used 11020K [0x00000000fec00000, 0x00000000fed000a0, 0x0000000100000000) region size 1024K, 2 young (2048K), 1 survivors (1024K) Metaspace used 2843K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K class space used 302K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K总结：在第一段代码中，是否会内存泄漏，答案是会，当test()方法执行完成后，obj对象所分配的内存不会马上被认为是可以被释放的对象，只有在Test类创建的对象被释放后才会被释放，但是对于我们业务代码逻辑来说，这个obj对象在test()方法执行完成后，就已经不再使用了，可以被作为垃圾对象回收。
