原文：https://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/java/gc01/index.html

譯文：https://www.oschina.net/translate/java-gc

翻譯：Rhys_Lee, AzureSora, 溪邊九節(jié), 小小菜鳥雞

什么是自動垃圾回收？

自動垃圾回收是一種在堆內存中找出哪些對象在被使用，還有哪些對象沒被使用，并且將后者刪掉的機制。

所謂使用中的對象（已引用對象），指的是程序中有指針指向的對象；而未使用中的對象（未引用對象），則沒有被任何指針給指向，因此占用的內存也可以被回收掉。

在用 C 之類的編程語言時，程序員需要自己手動分配和釋放內存。而 Java 不一樣，它有垃圾回收器，釋放內存由回收器負責。本文接下來將介紹垃圾回收機制的基本過程。

第一步：標記

垃圾回收的第一步是標記。垃圾回收器此時會找出哪些內存在使用中，還有哪些不是。

上圖中，藍色表示已引用對象，橙色表示未引用對象。垃圾回收器要檢查完所有的對象，才能知道哪些有被引用，哪些沒。如果系統(tǒng)里所有的對象都要檢查，那這一步可能會相當耗時間。關注Java技術棧微信公眾號，回復：JVM46，可以獲取一份超全 JVM 調優(yōu)攻略。

第二步：清除

這一步會刪掉標記出的未引用對象。

內存分配器會保留指向可用內存的引用，以供分配新對象。

壓縮

為了提升性能，刪除了未引用對象后，還可以將剩下的已引用對象放在一起（壓縮），這樣就能更簡單快捷地分配新對象了。

為什么需要分代垃圾收集？

之前說過，逐一標記和壓縮 Java 虛擬機里的所有對象非常低效：分配的對象越多，垃圾回收需時就越久。不過，根據統(tǒng)計，大部分的對象，其實用沒多久就不用了。

來看個例子吧。（下圖中，豎軸代表已分配的字節(jié)，而橫軸代表程序運行時間）

上圖可見，存活（沒被釋放）的對象隨運行時間越來越少。而圖中左側的那些峰值，也表明了大部分對象其實都挺短命的。

JVM 分代

根據之前的規(guī)律，就可以用來提升 JVM 的效率了。方法是，把堆分成幾個部分（就是所謂的分代），分別是新生代、老年代，以及永生代。

新對象會被分配在新生代內存。一旦新生代內存滿了，就會開始對死掉的對象，進行所謂的小型垃圾回收過程。一片新生代內存里，死掉的越多，回收過程就越快；至于那些還活著的對象，此時就會老化，并最終老到進入老年代內存。

Stop the World 事件 —— 小型垃圾回收屬于一種叫 'Stop the World' 的事件。在這種事件發(fā)生時，所有的程序線程都要暫停，直到事件完成（比如這里就是完成了所有回收工作）為止。

老年代用來保存長時間存活的對象。通常，設置一個閾值，當達到該年齡時，年輕代對象會被移動到老年代。最終老年代也會被回收。這個事件成為 Major GC。

Major GC 也會觸發(fā)STW（Stop the World）。通常，Major GC會慢很多，因為它涉及到所有存活對象。所以，對于響應性的應用程序，應該盡量避免Major GC。還要注意，Major GC的STW的時長受年老代垃圾回收器類型的影響。

永久代包含JVM用于描述應用程序中類和方法的元數據。永久代是由JVM在運行時根據應用程序使用的類來填充的。此外，Java SE類庫和方法也存儲在這里。

如果JVM發(fā)現某些類不再需要，并且其他類可能需要空間，則這些類可能會被回收。

世代垃圾收集過程