一、Java引用的四種狀態(tài)：

　　強引用：

　　用的最廣。我們平時寫代碼時，new一個Object存放在堆內(nèi)存，然后用一個引用指向它，這就是強引用。

　　*　　如果一個對象具有強引用，那垃圾回收器絕不會回收它*。當內(nèi)存空間不足，Java虛擬機寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內(nèi)存不足的問題。

　　軟引用：

　　如果一個對象只具有軟引用，則內(nèi)存空間足夠時，垃圾回收器就不會回收它；如果內(nèi)存空間不足了，就會回收這些對象的內(nèi)存。（備注：如果內(nèi)存不足，隨時有可能被回收。）

　　只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程序使用。軟引用可用來實現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。

　　弱引用：

　　弱引用與軟引用的區(qū)別在于：只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。

　　*　　每次執(zhí)行GC的時候，一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對象，不管當前內(nèi)存空間足夠與否，都會回收它的內(nèi)存。不過，由于垃圾回收器是一個優(yōu)先級很低的線程，因此不一定會很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對象*。

　　虛引用：

　　“虛引用”顧名思義，就是形同虛設(shè)，與其他幾種引用都不同，虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收器回收。

　　虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。

　　注：關(guān)于各種引用的詳解，可以參考這篇博客：

　　http://zhangjunhd.blog.51cto.com/113473/53092

　　二、Java中的內(nèi)存劃分：

　　Java程序在運行時，需要在內(nèi)存中的分配空間。為了提高運算效率，就對數(shù)據(jù)進行了不同空間的劃分，因為每一片區(qū)域都有特定的處理數(shù)據(jù)方式和內(nèi)存管理方式。

　　上面這張圖就是jvm運行時的狀態(tài)。具體劃分為如下5個內(nèi)存空間：（非常重要）

　　- 程序計數(shù)器：保證線程切換后能恢復到原來的執(zhí)行位置

　　- 虛擬機棧：（棧內(nèi)存）為虛擬機執(zhí)行java方法服務(wù)：方法被調(diào)用時創(chuàng)建棧幀–》局部變量表-》局部變量、對象引用

　　- 本地方法棧：為虛擬機執(zhí)使用到的Native方法服務(wù)

　　- 堆內(nèi)存：存放所有new出來的東西

　　- 方法區(qū)：存儲被虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)常量、靜態(tài)方法等。

　　- 運行時常量池（方法區(qū)的一部分）

　　GC對它們的回收：

　　內(nèi)存區(qū)域中的程序計數(shù)器、虛擬機棧、本地方法棧這3個區(qū)域隨著線程而生，線程而滅；棧中的棧幀隨著方法的進入和退出而有條不紊地執(zhí)行著出棧和入棧的操作，每個棧幀中分配多少內(nèi)存基本是在類結(jié)構(gòu)確定下來時就已知的。在這幾個區(qū)域不需要過多考慮回收的問題，因為方法結(jié)束或者線程結(jié)束時，內(nèi)存自然就跟著回收了。

　　GC回收的主要對象：而J**ava堆和方法區(qū)**則不同，一個接口中的多個實現(xiàn)類需要的內(nèi)存可能不同，一個方法中的多個分支需要的內(nèi)存也可能不一樣，我們只有在程序處于運行期間時才能知道會創(chuàng)建哪些對象，這部分內(nèi)存的分配和回收都是動態(tài)的，GC關(guān)注的也是這部分內(nèi)存，后面的文章中如果涉及到“內(nèi)存”分配與回收也僅指著一部分內(nèi)存。

　　1、程序計數(shù)器：（線程私有）

　　每個線程擁有一個程序計數(shù)器，在線程創(chuàng)建時創(chuàng)建，

　　指向下一條指令的地址

　　執(zhí)行本地方法時，其值為undefined

　　說的通俗一點，我們知道，Java是支持多線程的，程序先去執(zhí)行A線程，執(zhí)行到一半，然后就去執(zhí)行B線程，然后又跑回來接著執(zhí)行A線程，那程序是怎么記住A線程已經(jīng)執(zhí)行到哪里了呢？這就需要程序計數(shù)器了。因此，為了線程切換后能夠恢復到正確的執(zhí)行位置，每條線程都有一個獨立的程序計數(shù)器，這塊兒屬于“線程私有”的內(nèi)存。

　　2、Java虛擬機棧：（線程私有）

　　每個方法被調(diào)用的時候都會創(chuàng)建一個棧幀，用于存儲局部變量表、操作棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。局部變量表存放的是：編譯期可知的基本數(shù)據(jù)類型、對象引用類型。

　　每個方法被調(diào)用直到執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機中從入棧到出棧的過程。

　　在Java虛擬機規(guī)范中，對這個區(qū)域規(guī)定了兩種異常情況：

　　（1）如果線程請求的棧深度太深，超出了虛擬機所允許的深度，就會出現(xiàn)StackOverFlowError（比如無限遞歸。因為每一層棧幀都占用一定空間，而 Xss 規(guī)定了棧的最大空間，超出這個值就會報錯）

　　（2）虛擬機棧可以動態(tài)擴展，如果擴展到無法申請足夠的內(nèi)存空間，會出現(xiàn)OOM

　　3、本地方法棧：

　　（1）本地方法棧與java虛擬機棧作用非常類似，其區(qū)別是：java虛擬機棧是為虛擬機執(zhí)行java方法服務(wù)的，而本地方法棧則為虛擬機執(zhí)使用到的Native方法服務(wù)。

　　（2）Java虛擬機沒有對本地方法棧的使用和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做強制規(guī)定，Sun HotSpot虛擬機就把java虛擬機棧和本地方法棧合二為一。

　　（3）本地方法棧也會拋出StackOverFlowError和OutOfMemoryError。

　　4、Java堆：即堆內(nèi)存（線程共享）

　　（1）堆是java虛擬機所管理的內(nèi)存區(qū)域中最大的一塊，java堆是被所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域，在java虛擬機啟動時創(chuàng)建，堆內(nèi)存的唯一目的就是存放對象實例幾乎所有的對象實例都在堆內(nèi)存分配。

　　（2）堆是GC管理的主要區(qū)域，從垃圾回收的角度看，由于現(xiàn)在的垃圾收集器都是采用的分代收集算法，因此java堆還可以初步細分為新生代和老年代。

　　（3）Java虛擬機規(guī)定，堆可以處于物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間中，只要邏輯上連續(xù)的即可。在實現(xiàn)上既可以是固定的，也可以是可動態(tài)擴展的。如果在堆內(nèi)存沒有完成實例分配，并且堆大小也無法擴展，就會拋出OutOfMemoryError異常。

　　5、方法區(qū)：（線程共享）

　　（1）用于存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。

　　（2）Sun HotSpot虛擬機把方法區(qū)叫做永久代（Permanent Generation），方法區(qū)中最終要的部分是運行時常量池。

　　6、運行時常量池：

　　（1）運行時常量池是方法區(qū)的一部分，自然受到方法區(qū)內(nèi)存的限制，當常量池無法再申請到內(nèi)存時就會拋出OutOfMemoryError異常。

　　三、Java對象在內(nèi)存中的狀態(tài)：

　　可達的/可觸及的：

　　Java對象被創(chuàng)建后，如果被一個或多個變量引用，那就是可達的。即從根節(jié)點可以觸及到這個對象。

　　其實就是從根節(jié)點掃描，只要這個對象在引用鏈中，那就是可觸及的。

　　可恢復的：

　　Java對象不再被任何變量引用就進入了可恢復狀態(tài)。

　　在回收該對象之前，該對象的finalize（）方法進行資源清理。如果在finalize（）方法中重新讓變量引用該對象，則該對象再次變?yōu)榭蛇_狀態(tài)，否則該對象進入不可達狀態(tài)

　　不可達的：

　　Java對象不被任何變量引用，且系統(tǒng)在調(diào)用對象的finalize（）方法后依然沒有使該對象變成可達狀態(tài)（該對象依然沒有被變量引用），那么該對象將變成不可達狀態(tài)。

　　當Java對象處于不可達狀態(tài)時，系統(tǒng)才會真正回收該對象所占有的資源。

　　四、判斷對象死亡的兩種常用算法：

　　當對象不被引用的時候，這個對象就是死亡的，等待GC進行回收。

　　1、引用計數(shù)算法：

　　概念：

　　給對象中添加一個引用計數(shù)器，每當有一個地方引用它時，計數(shù)器值就加1；當引用失效時，計數(shù)器值就減1；任何時刻計數(shù)器為0的對象就是不可能再被使用的。

　　但是：

　　主流的java虛擬機并沒有選用引用計數(shù)算法來管理內(nèi)存，其中最主要的原因是：它很難解決對象之間相互循環(huán)引用的問題。

　　優(yōu)點：

　　算法的實現(xiàn)簡單，判定效率也高，大部分情況下是一個不錯的算法。很多地方應(yīng)用到它

　　缺點：

　　引用和去引用伴隨加法和減法，影響性能

　　致命的缺陷：對于循環(huán)引用的對象無法進行回收

　　2、根搜索算法：（jvm采用的算法）

　　概念：

　　設(shè)立若干種根對象，當任何一個根對象（GC Root）到某一個對象均不可達時，則認為這個對象是可以被回收的。

　　注：這里提到，設(shè)立若干種根對象，當任何一個根對象到某一個對象均不可達時，則認為這個對象是可以被回收的。我們在后面介紹標記-清理算法/標記整理算法時，也會一直強調(diào)從根節(jié)點開始，對所有可達對象做一次標記，那什么叫做可達呢？

　　可達性分析：

　　從根（GC Roots）的對象作為起始點，開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為“引用鏈”，當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連（用圖論的概念來講，就是從GC Roots到這個對象不可達）時，則證明此對象是不可用的。

　　如上圖所示，ObjectD和ObjectE是互相關(guān)聯(lián)的，但是由于GC roots到這兩個對象不可達，所以最終D和E還是會被當做GC的對象，上圖若是采用引用計數(shù)法，則A-E五個對象都不會被回收。

　　根（GC Roots）：

　　說到GC roots（GC根），在JAVA語言中，可以當做GC roots的對象有以下幾種：

　　1、棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象。

　　2、方法區(qū)中的靜態(tài)成員。

　　3、方法區(qū)中的常量引用的對象（全局變量）

　　4、本地方法棧中JNI（一般說的Native方法）引用的對象。

　　注：第一和第四種都是指的方法的本地變量表，第二種表達的意思比較清晰，第三種主要指的是聲明為final的常量值。

　　在根搜索算法的基礎(chǔ)上，現(xiàn)代虛擬機的實現(xiàn)當中，垃圾搜集的算法主要有三種，分別是標記-清除算法、復制算法、標記-整理算法。這三種算法都擴充了根搜索算法，不過它們理解起來還是非常好理解的。