『壹』 java垃圾回收：GC在什麼時候對什麼做了什麼
GC在什麼時候對什麼做了什麼？
要回答這個問題，先了解下GC的發展史、jvm運行時數據區的劃分、jvm內存分配策略、jvm垃圾收集演算法等知識。
先說下jvm運行時數據的劃分，粗暴的分可以分為堆區(Heap)和棧區(Stack)，但jvm的分法實際上比這復雜得多，大概分為下面幾塊：
1、程序計數器(Program Conuter Register)
程序計數器是一塊較小的內存空間，它是當前線程執行位元組碼的行號指示器，位元組碼解釋工作器就是通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執行的指令。它是線程私有的內存，也是唯一一個沒有OOM異常的區域。
2、Java虛擬機棧區(Java Virtual Machine Stacks)
也就是通常所說的棧區，它描述的是Java方法執行的內存模型，每個方法被執行的時候都創建一個棧幀(Stack Frame)，用於存儲局部變數表、操作數棧、動態鏈接、方法出口等。每個方法被調用到完成，相當於一個棧幀在虛擬機棧中從入棧到出棧的過程。此區域也是線程私有的內存，可能拋出兩種異常：如果線程請求的棧深度大於虛擬機允許的深度將拋出StackOverflowError；如果虛擬機棧可以動態的擴展，擴展到無法動態的申請到足夠的內存時會拋出OOM異常。
3、本地方法棧(Native Method Stacks)
本地方法棧與虛擬機棧發揮的作用非常相似，區別就是虛擬機棧為虛擬機執行Java方法，本地方法棧則是為虛擬機使用到的Native方法服務。
4、堆區(Heap)
所有對象實例和數組都在堆區上分配，堆區是GC主要管理的區域。堆區還可以細分為新生代、老年代，新生代還分為一個Eden區和兩個Survivor區。此塊內存為所有線程共享區域，當堆中沒有足夠內存完成實例分配時會拋出OOM異常。
5、方法區(Method Area)
方法區也是所有線程共享區，用於存儲已被虛擬機載入的類信息、常量、靜態變數、即時編譯後的代碼等數據。GC在這個區域很少出現，這個區域內存回收的目標主要是對常量池的回收和類型的卸載，回收的內存比較少，所以也有稱這個區域為永久代(Permanent Generation)的。當方法區無法滿足內存分配時拋出OOM異常。
6、運行時常量池(Runtime Constant Pool)
運行時常量池是方法區的一部分，用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用。
垃圾收集(Garbage Collection)並不是Java獨有的，最早是出現在Lisp語言中，它做的事就是自動管理內存，也就是下面三個問題：
1、什麼時候回收
2、哪些內存需要回收
3、如何回收
1、什麼時候回收？
上面說到GC經常發生的區域是堆區，堆區還可以細分為新生代、老年代，新生代還分為一個Eden區和兩個Survivor區。
1.1 對象優先在Eden中分配，當Eden中沒有足夠空間時，虛擬機將發生一次Minor GC，因為Java大多數對象都是朝生夕滅，所以Minor GC非常頻繁，而且速度也很快；
1.2 Full GC，發生在老年代的GC，當老年代沒有足夠的空間時即發生Full GC，發生Full GC一般都會有一次Minor GC。大對象直接進入老年代，如很長的字元串數組，虛擬機提供一個-XX:PretenureSizeThreadhold參數，令大於這個參數值的對象直接在老年代中分配，避免在Eden區和兩個Survivor區發生大量的內存拷貝；
1.3 發生Minor GC時，虛擬機會檢測之前每次晉升到老年代的平均大小是否大於老年代的剩餘空間大小，如果大於，則進行一次Full GC，如果小於，則查看HandlePromotionFailure設置是否允許擔保失敗，如果允許，那隻會進行一次Minor GC，如果不允許，則改為進行一次Full GC。
2、哪些內存需要回收
jvm對不可用的對象進行回收，哪些對象是可用的，哪些是不可用的？Java並不是採用引用計數演算法來判定對象是否可用，而是採用根搜索演算法(GC Root Tracing)，當一個對象到GC Roots沒有任何引用相連接，用圖論的來說就是從GC Roots到這個對象不可達，則證明此對象是不可用的，說明此對象可以被GC。對於這些不可達對象，也不是一下子就被GC，而是至少要經歷兩次標記過程：如果對象在進行根搜索演算法後發現沒有與GC Roots相連接的引用鏈，那它將會第一次標記並且進行一次篩選，篩選條件是此對象有沒有必要執行finalize()方法，當對象沒有覆蓋finalize()方法或者finalize()方法已經被虛擬機調用執行過一次，這兩種情況都被視為沒有必要執行finalize()方法，對於沒有必要執行finalize()方法的將會被GC，對於有必要有必要執行的，對象在finalize()方法中可能會自救，也就是重新與引用鏈上的任何一個對象建立關聯即可。
3、如何回收
選擇不同的垃圾收集器，所使用的收集演算法也不同。
在新生代中，每次垃圾收集都發現有大批對象死去，只有少量存活，則使用復制演算法，新生代內存被分為一個較大的Eden區和兩個較小的Survivor區，每次只使用Eden區和一個Survivor區，當回收時將Eden區和Survivor還存活著的對象一次性的拷貝到另一個Survivor區上，最後清理掉Eden區和剛才使用過的Survivor區，Eden和Survivor的默認比例是8：1，可以使用-XX:SurvivorRatio來設置該比例。
而老年代中對象存活率高，沒有額外的空間對它進行分配擔保，必須使用「標記-清理」或「標記-整理」演算法。
『貳』 Java命令行執行gc的命令是什麼
System.gc()
不過java虛擬機的gc過程並不是在調用System.gc()之後立即執行的，而是通知虛擬機這部分內存可以回收了，gc的時機是由虛擬機決定，不同的虛擬機gc線程的優先順序不同，一般都比較低
『叄』 如何查看 java gc 類型
Java中的GC有哪幾種類型？
參數
描述
UseSerialGC
虛擬機運行在Client模式的默認值，打開此開關參數後，
使用Serial+Serial Old收集器組合進行垃圾收集。
UseParNewGC
打開此開關參數後，使用ParNew+Serial Old收集器組合進行垃圾收集。
UseConcMarkSweepGC
打開此開關參數後，使用ParNew+CMS+Serial Old收集器組合進行垃圾收集。Serial Old作為CMS收集器出現Concurrent Mode Failure的備用垃圾收集器。
UseParallelGC
虛擬機運行在Server模式的默認值，打開此開關參數後，使用Parallel Scavenge+Serial Old收集器組合進行垃圾收集。
UseParallelOldGC
打開此開關參數後，使用Parallel Scavenge+Parallel Old收集器組合進行垃圾收集。
在Java程序啟動完成後，通過jps觀察進程來查詢到當前運行的java進程，使用
jinfo –flag UseSerialGC 進程
的方式可以定位其使用的gc策略，因為這些參數都是boolean型的常量，如果使用該種gc策略會出現＋號，否則－號。
使用-XX:+上述GC策略可以開啟對應的GC策略。
GC日誌查看
可以通過在java命令種加入參數來指定對應的gc類型，列印gc日誌信息並輸出至文件等策略。
GC的日誌是以替換的方式(>)寫入的，而不是追加(>>)，如果下次寫入到同一個文件中的話，以前的GC內容會被清空。
對應的參數列表
-XX:+PrintGC 輸出GC日誌
-XX:+PrintGCDetails 輸出GC的詳細日誌
-XX:+PrintGCTimeStamps 輸出GC的時間戳（以基準時間的形式）
-XX:+PrintGCDateStamps 輸出GC的時間戳（以日期的形式，如 2013-05-04T21:53:59.234+0800）
-XX:+PrintHeapAtGC 在進行GC的前後列印出堆的信息
-Xloggc:../logs/gc.log 日誌文件的輸出路徑
這里使用如下的參數來進行日誌的列印：
-XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:./gclogs
對於新生代回收的一行日誌，其基本內容如下：
2014-07-18T16:02:17.606+0800: 611.633: [GC 611.633: [DefNew: 843458K->2K(948864K), 0.0059180 secs] 2186589K->1343132K(3057292K), 0.0059490 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
其含義大概如下：
2014-07-18T16:02:17.606+0800（當前時間戳）: 611.633（時間戳）: [GC（表示Young GC） 611.633: [DefNew（單線程Serial年輕代GC）: 843458K（年輕代垃圾回收前的大小）->2K（年輕代回收後的大小）(948864K（年輕代總大小）), 0.0059180 secs（本次回收的時間）] 2186589K（整個堆回收前的大小）->1343132K（整個堆回收後的大小）(3057292K（堆總大小）), 0.0059490 secs（回收時間）] [Times: user=0.00（用戶耗時） sys=0.00（系統耗時）, real=0.00 secs（實際耗時）]
老年代回收的日誌如下：
2014-07-18T16:19:16.794+0800: 1630.821: [GC 1630.821: [DefNew: 1005567K->111679K(1005568K), 0.9152360 secs]1631.736: [Tenured:
2573912K->1340650K(2574068K), 1.8511050 secs] 3122548K->1340650K(3579636K), [Perm : 17882K->17882K(21248K)], 2.7854350 secs] [Times: user=2.57 sys=0.22, real=2.79 secs]
gc日誌中的最後貌似是系統運行完成前的快照：
Heap
def new generation total 1005568K, used 111158K [0x00000006fae00000, 0x000000073f110000, 0x0000000750350000)
eden space 893888K, 12% used [0x00000006fae00000, 0x0000000701710e90, 0x00000007316f0000)
from space 111680K, 3% used [0x0000000738400000, 0x000000073877c9b0, 0x000000073f110000)
to space 111680K, 0% used [0x00000007316f0000, 0x00000007316f0000, 0x0000000738400000)
tenured generation total 2234420K, used 1347671K [0x0000000750350000, 0x00000007d895d000, 0x00000007fae00000)
the space 2234420K, 60% used [0x0000000750350000, 0x00000007a2765cb8, 0x00000007a2765e00, 0x00000007d895d000)
compacting perm gen total 21248K, used 17994K [0x00000007fae00000, 0x00000007fc2c0000, 0x0000000800000000)
the space 21248K, 84% used [0x00000007fae00000, 0x00000007fbf92a50, 0x00000007fbf92c00, 0x00000007fc2c0000)
No shared spaces configured.
GC日誌的離線分析
可以使用一些離線的工具來對GC日誌進行分析，比如sun的gchisto( https://java.net/projects/gchisto)，gcviewer（ https://github.com/chewiebug/GCViewer ），這些都是開源的工具，用戶可以直接通過版本控制工具下載其源碼，進行離線分析。
下面就已gcviewer為例，簡要分析一下gc日誌的離線分析，gcviewer源代碼工程是maven結構的，可以直接用maven進行package，這里編譯的是1.34版本，本版本的快照已經上傳至附件中。
需要說明的是，gcviewer支持多種參數生成的gc日誌，直接通過java –jar的方式運行，載入生成的gc日誌即可：
『肆』 Java垃圾回收：GC在什麼時候對什麼做了什麼
1、首先，GC又分為minor GC 和 Full GC（major GC）。Java堆內存分為新生代和老年代，新生代中又分為1個eden區和兩個Survior區域。
2、一般情況下，新創建的對象都會被分配到eden區，這些對象經過一個minor gc後仍然存活將會被移動到Survior區域中，對象在Survior中沒熬過一個Minor GC，年齡就會增加一歲，當他的年齡到達一定程度時，就會被移動到老年代中。
3、當eden區滿時，還存活的對象將被復制到survior區，當一個survior區滿時，此區域的存活對象將被復制到另外一個survior區，當另外一個也滿了的時候，從前一個Survior區復制過來的並且此時還存活的對象，將可能被復制到老年代。因為年輕代中的對象基本都是朝生夕死（80%以上），所以年輕代的垃圾回收演算法使用的是復制演算法，復制演算法的基本思想是將內存分為兩塊，每次只有其中一塊，當這一塊內存使用完，就將還活著的對象復制到另一塊上面。復制演算法不會產生內存碎片。
4、在GC開始的時候，對象只會存在於eden區，和名為「From」的Survior區，Survior區「to」是空的。緊接著GCeden區中所有存活的對象都會被復制到「To」,而在from區中，仍存活的對象會根據他們的年齡值來決定去向，年齡到達一定只的對象會被復制到老年代,沒有到達的對象會被復制到to survior中，經過這次gc後，eden區和fromsurvior區已經被清空。這個時候，from和to會交換他們的角色，也就是新的to就是上次GC前的fromMinor GC：從年輕代回收內存。
5、當jvm無法為一個新的對象分配空間時會觸發Minor GC，比如當Eden區滿了。當內存池被填滿的時候，其中的內容全部會被復制，指針會從0開始跟蹤空閑內存。Eden和Survior區不存在內存碎片寫指針總是停留在所使用內存池的頂部。執行minor操作時不會影響到永久代，從永久帶到年輕代的引用被當成GC roots，從年輕代到永久代的引用在標記階段被直接忽略掉（永久代用來存放java的類信息）。如果eden區域中大部分對象被認為是垃圾，永遠也不會復制到Survior區域或者老年代空間。如果正好相反，eden區域大部分新生對象不符合GC條件，Minor GC執行時暫停的線程時間將會長很多。Minor may call "stop the world"。
『伍』 java中GC是什麼為什麼要有GC
gc是指垃圾回收機制，當一個對象不能再被後續程序所引用到時，這個對象所佔用的內存空間就沒有存在的意義了，java虛擬機會不定時的去檢測內存中這樣的對象，然後回收這塊內存空間。
『陸』 java gc的日誌在哪裡看
-verbose.gc開關可顯示gc的操作內容。打開它，可以顯示最忙和最空閑收集行為發生的時間、收集前後的內存大小、收集需要的時間等。打開- xx:+ printgcdetails開關，可以詳細了解gc中的變化。打開-XX: + PrintGCTimeStamps開關，可以了解這些垃圾收集發生的時間，自jvm啟動以後以秒計量。最後，通過-xx: + PrintHeapAtGC開關了解堆的更詳細的信息。為了了解新域的情況，可以通過-XX:=PrintTenuringDistribution開關了解獲得使用期的對象權。
『柒』 怎麼查看GC 及jvm配置
JVisualVM是JDK 6 update 7之後推出的一個工具，它類似於JProfiler的工具，基於此工具可查看內存的消耗情況、線程的執行狀況及程序中消耗CPU、內存的動作。
『捌』 java中System.gc();和Runtime.getRuntime().gc();有何區別
(1)GC是垃圾收集的意思（GabageCollection）,內存處理是編程人員容易出現問題的地方，忘記或者錯誤的內存回收會導致程序或系統的不穩定甚至崩潰，Java提供的GC功能可以自動監測對象是否超過作用域從而達到自動回收內存的目的，Java語言沒有提供釋放已分配內存的顯示操作方法。
(2)對於GC來說，當程序員創建對象時，GC就開始監控這個對象的地址、大小以及使用情況。通常，GC採用有向圖的方式記錄和管理堆(heap)中的所有對象。通過這種方式確定哪些對象是"可達的"，哪些對象是"不可達的"。當GC確定一些對象為"不可達"時，GC就有責任回收這些內存空間。可以。程序員可以手動執行System.gc()，通知GC運行，但是Java語言規范並不保證GC一定會執行。
(3)垃圾回收是一種動態存儲管理技術，它自動地釋放不再被程序引用的對象，當一個對象不再被引用的時候,按照特定的垃圾收集演算法來實現資源自動回收的功能。
(4)System.gc();就是呼叫java虛擬機的垃圾回收器運行回收內存的垃圾。
(5)當不存在對一個對象的引用時，我們就假定不再需要那個對象，那個對象所佔有的存儲單元可以被收回，可通過System.gc()方法回收，但一般要把不再引用的對象標志為null為佳。
(6)每個Java應用程序都有一個Runtime類實例，使應用程序能夠與其運行的環境相連接。可以通過getRuntime方法獲取當前運行時。Runtime.getRuntime().gc();
(7)java.lang.System.gc()只是java.lang.Runtime.getRuntime().gc()的簡寫，兩者的行為沒有任何不同。
(8)唯一的區別就是System.gc()寫起來比Runtime.getRuntime().gc()簡單點.其實基本沒什麼機會用得到這個命令,因為這個命令只是建議JVM安排GC運行,還有可能完全被拒絕。GC本身是會周期性的自動運行的,由JVM決定運行的時機,而且現在的版本有多種更智能的模式可以選擇,還會根據運行的機器自動去做選擇,就算真的有性能上的需求,也應該去對GC的運行機制進行微調,而不是通過使用這個命令來實現性能的優化。