關(guān)于垃圾回收分類(lèi)，相信大家還是比較有感觸的。自今年5月1日起，北京公布了《北京市生活垃圾管理?xiàng)l例》，單位和居民不執(zhí)行垃圾分類(lèi)將面臨處罰。在垃圾回收條例中，從之前的可回收垃圾、不可回收垃圾，升級(jí)為把垃圾明確分為了廚余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾、其它垃圾四大類(lèi)。每個(gè)人都要養(yǎng)成垃圾分類(lèi)、垃圾回收的意識(shí)。事實(shí)上在互聯(lián)網(wǎng)程序的世界里也存在垃圾回收的概念，那便是我們中大型應(yīng)用開(kāi)發(fā)必用、使用的應(yīng)用程序占比超過(guò)80%的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言JAVA了。

所有的Java程序都是運(yùn)行在JVM（JAVAVirtualMachine，Java虛擬機(jī)）中的，在Java程序運(yùn)行時(shí)，JVM會(huì)為每個(gè)對(duì)象創(chuàng)建一塊內(nèi)存，并維護(hù)管理這塊內(nèi)存。現(xiàn)在最新的JDK版本（JAVADevelopmentKit，Java開(kāi)發(fā)工具包，JVM運(yùn)行在JDK上）已到JDK13及以上了，因此通過(guò)下圖（JDK1.8）可以來(lái)看看JVM的內(nèi)存模型。在內(nèi)存模型中包含堆、虛擬機(jī)棧本地方法棧、方法區(qū)、程序計(jì)數(shù)器等等元素，堆主要用于存放所有的對(duì)象實(shí)例，實(shí)例創(chuàng)建后在此分配內(nèi)存；虛擬機(jī)棧是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個(gè)Java方法在執(zhí)行時(shí)都會(huì)同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)棧幀，來(lái)存儲(chǔ)局部變量表、操作棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法返回地址等；本地方法棧則是服務(wù)于虛擬機(jī)使用到的Native方法；方法區(qū)是存儲(chǔ)虛擬機(jī)加載的元數(shù)據(jù)信息；元數(shù)據(jù)區(qū)主要是存儲(chǔ)方法名、方法變量等元數(shù)據(jù)信息；程序計(jì)數(shù)器主要是指明當(dāng)前線(xiàn)程所執(zhí)行的字節(jié)碼。因?yàn)镴ava對(duì)象主要在Heap堆區(qū)中運(yùn)行，因此總的來(lái)說(shuō)，JVM管控的內(nèi)存就是Heap內(nèi)存、Non-Heap內(nèi)存。

一個(gè)Java程序的執(zhí)行如下圖所示，通過(guò)編譯成class文件，調(diào)用JVM的類(lèi)加載子系統(tǒng)，在內(nèi)存空間中創(chuàng)建對(duì)象、執(zhí)行對(duì)象，執(zhí)行結(jié)束后，進(jìn)行對(duì)象的內(nèi)存回收，也就是垃圾回收（GarbageCollection）

所謂垃圾回收，指的是JVM釋放掉那些沒(méi)有引用對(duì)象做占用的內(nèi)存空間，給新的對(duì)象使用。參照垃圾分類(lèi)的思想，在JVM中也會(huì)根據(jù)對(duì)象的存活周期將對(duì)象分代，包含年輕代、老年代、持久代，通過(guò)內(nèi)存分代，可以更好的執(zhí)行垃圾回收，提高效率。年輕代用來(lái)存儲(chǔ)最近新創(chuàng)建的對(duì)象，在年輕代中存在的對(duì)象死亡是非常快的，為了提高年輕代中的垃圾回收效率，年輕代又會(huì)劃分出Eden、Survivorfrom、Survivorto三個(gè)區(qū)域，年輕代的垃圾回收成為MinorGC；老年代用來(lái)存儲(chǔ)存活很久的對(duì)象，老年代的垃圾回收成為MajorGC；持久代存儲(chǔ)JVM運(yùn)行時(shí)的需要的Java庫(kù)的類(lèi)和方法，一般由Java廠商指定，在JDK1.8之后，改名為metaspace元空間。

在JVM中內(nèi)存回收過(guò)程大概如下：對(duì)象在年輕代EdenSpace創(chuàng)建，當(dāng)EdenSpace內(nèi)存空間滿(mǎn)的時(shí)候，垃圾回收器就把所有在EdenSpace中的對(duì)象都掃描一次，把有效的對(duì)象復(fù)制到第一個(gè)SurvivorSpace（即Survivorfrom），無(wú)效的對(duì)象所占用的空間進(jìn)行釋放。當(dāng)EdenSpace再次變滿(mǎn)的時(shí)候，把EdenSpace中有效的對(duì)象移動(dòng)到第二個(gè)SurvivorSpace（即Survivorto），同時(shí)第一個(gè)SurvivorSpace的數(shù)據(jù)也會(huì)移動(dòng)到第二個(gè)SurvivorSpace。如果填充到Survivorto的對(duì)象被Survivorfrom或EdenSpace中的對(duì)象引用，那么系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為它們生命周期比較長(zhǎng)，就會(huì)把它們移動(dòng)到老年代。經(jīng)過(guò)年輕代和老年代來(lái)來(lái)回回的新建、回收（MinorGC、MajorGC），不斷的釋放內(nèi)存給程序用，如果不能夠釋放足夠的內(nèi)存空間，就會(huì)執(zhí)行FullGC，把所有在堆中運(yùn)行的線(xiàn)程清除。

那么年輕代和老年代又是使用什么算法進(jìn)行垃圾回收的呢？在年輕代中使用的是復(fù)制-清除算法，所謂復(fù)制清除算法指的是在執(zhí)行MinorGC時(shí)，先將應(yīng)用程序掛起，將Eden和Survivorfrom中存活的對(duì)象復(fù)制到Survivorto當(dāng)中，然后清除掉Eden和Survivorfrom中的對(duì)象，MinorGC是很頻繁的。在老年代使用的是標(biāo)記-清除算法，在執(zhí)行MajorGC時(shí)，把對(duì)象標(biāo)記出來(lái)，然后清除掉，MajorGC是比較低頻的。值得注意的是在GC時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多內(nèi)存碎片，如果有較大的對(duì)象要從年輕代進(jìn)入老年代，但并不能找到合適的存儲(chǔ)空間時(shí)，也會(huì)觸發(fā)GC。

垃圾回收算法是在垃圾回收器中實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行的，在JDK廠商（包含OracleJDK、HPJDK、IBMJDK）中也提供了不同的垃圾收集器。對(duì)于年輕代實(shí)現(xiàn)分別是Serial收集器、ParallelScavenge收集器、ParNew收集器，在老年代中是SerialOld(Mark Sweep Compact)收集器、ParallelOld（PSMarkSweep）收集器、CMS（ConcurrentMarkSweep）收集器。

年輕代垃圾回收器中，Serial收集器是一種單線(xiàn)程收集器，使用單個(gè)GC線(xiàn)程進(jìn)行垃圾回收，在垃圾回收時(shí)，將整個(gè)應(yīng)用程序掛起（stopthe world），然后復(fù)制-清除；ParallelScavenge是多線(xiàn)程收集器，使用多個(gè)GC線(xiàn)程進(jìn)行垃圾回收；ParNew也是一種多線(xiàn)程回收器，使用多個(gè)GC線(xiàn)程回收，可以和CMS一起使用。老年代垃圾回收器中，SerialOld是一種單線(xiàn)程回收器，使用單個(gè)線(xiàn)程進(jìn)行標(biāo)記-清除；ParallelOld是并行垃圾回收器，使用多個(gè)GC線(xiàn)程進(jìn)行垃圾回收；CMS是并行標(biāo)記垃圾回收器，它的特點(diǎn)是垃圾回收算法在后臺(tái)不會(huì)暫停應(yīng)用線(xiàn)程并實(shí)現(xiàn)大部分多垃圾回收。年輕代和老年代垃圾回收器之間的關(guān)系關(guān)聯(lián)可以見(jiàn)下圖所示。

垃圾回收真不是一件容易的事情啊！Java程序員可以通過(guò)開(kāi)源免費(fèi)的Jprofier、Jconsle等工具監(jiān)控垃圾回收情況，也可以使用付費(fèi)的APM功能來(lái)進(jìn)行監(jiān)控。在垃圾回收不正常時(shí)，可以運(yùn)行參數(shù)設(shè)置JVM堆內(nèi)存大小、新生代、持久代空間。使用-Xms可以設(shè)置堆的最小空間，-Xmx可以設(shè)置堆堆最大空間，-XX:NewSize可以設(shè)置新生代最小空間，-XX:MaxNewSize可以設(shè)置新生代最大空間，-XX:PermSize可以設(shè)置永久代最小空間，-XX:MaxPermSize可以設(shè)置永久代最大空間，-Xss可以設(shè)置每個(gè)線(xiàn)程的堆棧大小。比如java-Xmx 10240m -Xms 10240m-Xmn5120m就設(shè)置了JVM最大可用內(nèi)存時(shí)10240M，初始化內(nèi)存也是10240M，年輕代內(nèi)存為5120M。

當(dāng)你開(kāi)始編程、愛(ài)上編程時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)程序的世界和生活的世界是共通的。在JVM的垃圾回收中有分類(lèi)、有回收規(guī)則、有監(jiān)控工具、有管理規(guī)則，這和我們生活中的垃圾分類(lèi)不正好是一樣一樣的嗎？世界如此美妙，我等凡夫俗子就好好的生活，好好的編程吧