‘壹’ java垃圾回收：GC在什么时候对什么做了什么
GC在什么时候对什么做了什么？
要回答这个问题，先了解下GC的发展史、jvm运行时数据区的划分、jvm内存分配策略、jvm垃圾收集算法等知识。
先说下jvm运行时数据的划分，粗暴的分可以分为堆区(Heap)和栈区(Stack)，但jvm的分法实际上比这复杂得多，大概分为下面几块：
1、程序计数器(Program Conuter Register)
程序计数器是一块较小的内存空间，它是当前线程执行字节码的行号指示器，字节码解释工作器就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的指令。它是线程私有的内存，也是唯一一个没有OOM异常的区域。
2、Java虚拟机栈区(Java Virtual Machine Stacks)
也就是通常所说的栈区，它描述的是Java方法执行的内存模型，每个方法被执行的时候都创建一个栈帧(Stack Frame)，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等。每个方法被调用到完成，相当于一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。此区域也是线程私有的内存，可能抛出两种异常：如果线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度将抛出StackOverflowError；如果虚拟机栈可以动态的扩展，扩展到无法动态的申请到足够的内存时会抛出OOM异常。
3、本地方法栈(Native Method Stacks)
本地方法栈与虚拟机栈发挥的作用非常相似，区别就是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法，本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。
4、堆区(Heap)
所有对象实例和数组都在堆区上分配，堆区是GC主要管理的区域。堆区还可以细分为新生代、老年代，新生代还分为一个Eden区和两个Survivor区。此块内存为所有线程共享区域，当堆中没有足够内存完成实例分配时会抛出OOM异常。
5、方法区(Method Area)
方法区也是所有线程共享区，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。GC在这个区域很少出现，这个区域内存回收的目标主要是对常量池的回收和类型的卸载，回收的内存比较少，所以也有称这个区域为永久代(Permanent Generation)的。当方法区无法满足内存分配时抛出OOM异常。
6、运行时常量池(Runtime Constant Pool)
运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。
垃圾收集(Garbage Collection)并不是Java独有的，最早是出现在Lisp语言中，它做的事就是自动管理内存，也就是下面三个问题：
1、什么时候回收
2、哪些内存需要回收
3、如何回收
1、什么时候回收？
上面说到GC经常发生的区域是堆区，堆区还可以细分为新生代、老年代，新生代还分为一个Eden区和两个Survivor区。
1.1 对象优先在Eden中分配，当Eden中没有足够空间时，虚拟机将发生一次Minor GC，因为Java大多数对象都是朝生夕灭，所以Minor GC非常频繁，而且速度也很快；
1.2 Full GC，发生在老年代的GC，当老年代没有足够的空间时即发生Full GC，发生Full GC一般都会有一次Minor GC。大对象直接进入老年代，如很长的字符串数组，虚拟机提供一个-XX:PretenureSizeThreadhold参数，令大于这个参数值的对象直接在老年代中分配，避免在Eden区和两个Survivor区发生大量的内存拷贝；
1.3 发生Minor GC时，虚拟机会检测之前每次晋升到老年代的平均大小是否大于老年代的剩余空间大小，如果大于，则进行一次Full GC，如果小于，则查看HandlePromotionFailure设置是否允许担保失败，如果允许，那只会进行一次Minor GC，如果不允许，则改为进行一次Full GC。
2、哪些内存需要回收
jvm对不可用的对象进行回收，哪些对象是可用的，哪些是不可用的？Java并不是采用引用计数算法来判定对象是否可用，而是采用根搜索算法(GC Root Tracing)，当一个对象到GC Roots没有任何引用相连接，用图论的来说就是从GC Roots到这个对象不可达，则证明此对象是不可用的，说明此对象可以被GC。对于这些不可达对象，也不是一下子就被GC，而是至少要经历两次标记过程：如果对象在进行根搜索算法后发现没有与GC Roots相连接的引用链，那它将会第一次标记并且进行一次筛选，筛选条件是此对象有没有必要执行finalize()方法，当对象没有覆盖finalize()方法或者finalize()方法已经被虚拟机调用执行过一次，这两种情况都被视为没有必要执行finalize()方法，对于没有必要执行finalize()方法的将会被GC，对于有必要有必要执行的，对象在finalize()方法中可能会自救，也就是重新与引用链上的任何一个对象建立关联即可。
3、如何回收
选择不同的垃圾收集器，所使用的收集算法也不同。
在新生代中，每次垃圾收集都发现有大批对象死去，只有少量存活，则使用复制算法，新生代内存被分为一个较大的Eden区和两个较小的Survivor区，每次只使用Eden区和一个Survivor区，当回收时将Eden区和Survivor还存活着的对象一次性的拷贝到另一个Survivor区上，最后清理掉Eden区和刚才使用过的Survivor区，Eden和Survivor的默认比例是8：1，可以使用-XX:SurvivorRatio来设置该比例。
而老年代中对象存活率高，没有额外的空间对它进行分配担保，必须使用“标记-清理”或“标记-整理”算法。
‘贰’ Java命令行执行gc的命令是什么
System.gc()
不过java虚拟机的gc过程并不是在调用System.gc()之后立即执行的，而是通知虚拟机这部分内存可以回收了，gc的时机是由虚拟机决定，不同的虚拟机gc线程的优先级不同，一般都比较低
‘叁’ 如何查看 java gc 类型
Java中的GC有哪几种类型？
参数
描述
UseSerialGC
虚拟机运行在Client模式的默认值，打开此开关参数后，
使用Serial+Serial Old收集器组合进行垃圾收集。
UseParNewGC
打开此开关参数后，使用ParNew+Serial Old收集器组合进行垃圾收集。
UseConcMarkSweepGC
打开此开关参数后，使用ParNew+CMS+Serial Old收集器组合进行垃圾收集。Serial Old作为CMS收集器出现Concurrent Mode Failure的备用垃圾收集器。
UseParallelGC
虚拟机运行在Server模式的默认值，打开此开关参数后，使用Parallel Scavenge+Serial Old收集器组合进行垃圾收集。
UseParallelOldGC
打开此开关参数后，使用Parallel Scavenge+Parallel Old收集器组合进行垃圾收集。
在Java程序启动完成后，通过jps观察进程来查询到当前运行的java进程，使用
jinfo –flag UseSerialGC 进程
的方式可以定位其使用的gc策略，因为这些参数都是boolean型的常量，如果使用该种gc策略会出现＋号，否则－号。
使用-XX:+上述GC策略可以开启对应的GC策略。
GC日志查看
可以通过在java命令种加入参数来指定对应的gc类型，打印gc日志信息并输出至文件等策略。
GC的日志是以替换的方式(>)写入的，而不是追加(>>)，如果下次写入到同一个文件中的话，以前的GC内容会被清空。
对应的参数列表
-XX:+PrintGC 输出GC日志
-XX:+PrintGCDetails 输出GC的详细日志
-XX:+PrintGCTimeStamps 输出GC的时间戳（以基准时间的形式）
-XX:+PrintGCDateStamps 输出GC的时间戳（以日期的形式，如 2013-05-04T21:53:59.234+0800）
-XX:+PrintHeapAtGC 在进行GC的前后打印出堆的信息
-Xloggc:../logs/gc.log 日志文件的输出路径
这里使用如下的参数来进行日志的打印：
-XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:./gclogs
对于新生代回收的一行日志，其基本内容如下：
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]
其含义大概如下：
2014-07-18T16:02:17.606+0800（当前时间戳）: 611.633（时间戳）: [GC（表示Young GC） 611.633: [DefNew（单线程Serial年轻代GC）: 843458K（年轻代垃圾回收前的大小）->2K（年轻代回收后的大小）(948864K（年轻代总大小）), 0.0059180 secs（本次回收的时间）] 2186589K（整个堆回收前的大小）->1343132K（整个堆回收后的大小）(3057292K（堆总大小）), 0.0059490 secs（回收时间）] [Times: user=0.00（用户耗时） sys=0.00（系统耗时）, real=0.00 secs（实际耗时）]
老年代回收的日志如下：
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日志中的最后貌似是系统运行完成前的快照：
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日志的离线分析
可以使用一些离线的工具来对GC日志进行分析，比如sun的gchisto( https://java.net/projects/gchisto)，gcviewer（ https://github.com/chewiebug/GCViewer ），这些都是开源的工具，用户可以直接通过版本控制工具下载其源码，进行离线分析。
下面就已gcviewer为例，简要分析一下gc日志的离线分析，gcviewer源代码工程是maven结构的，可以直接用maven进行package，这里编译的是1.34版本，本版本的快照已经上传至附件中。
需要说明的是，gcviewer支持多种参数生成的gc日志，直接通过java –jar的方式运行，加载生成的gc日志即可：
‘肆’ Java垃圾回收：GC在什么时候对什么做了什么
1、首先，GC又分为minor GC 和 Full GC（major GC）。Java堆内存分为新生代和老年代，新生代中又分为1个eden区和两个Survior区域。
2、一般情况下，新创建的对象都会被分配到eden区，这些对象经过一个minor gc后仍然存活将会被移动到Survior区域中，对象在Survior中没熬过一个Minor GC，年龄就会增加一岁，当他的年龄到达一定程度时，就会被移动到老年代中。
3、当eden区满时，还存活的对象将被复制到survior区，当一个survior区满时，此区域的存活对象将被复制到另外一个survior区，当另外一个也满了的时候，从前一个Survior区复制过来的并且此时还存活的对象，将可能被复制到老年代。因为年轻代中的对象基本都是朝生夕死（80%以上），所以年轻代的垃圾回收算法使用的是复制算法，复制算法的基本思想是将内存分为两块，每次只有其中一块，当这一块内存使用完，就将还活着的对象复制到另一块上面。复制算法不会产生内存碎片。
4、在GC开始的时候，对象只会存在于eden区，和名为“From”的Survior区，Survior区“to”是空的。紧接着GCeden区中所有存活的对象都会被复制到“To”,而在from区中，仍存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向，年龄到达一定只的对象会被复制到老年代,没有到达的对象会被复制到to survior中，经过这次gc后，eden区和fromsurvior区已经被清空。这个时候，from和to会交换他们的角色，也就是新的to就是上次GC前的fromMinor GC：从年轻代回收内存。
5、当jvm无法为一个新的对象分配空间时会触发Minor GC，比如当Eden区满了。当内存池被填满的时候，其中的内容全部会被复制，指针会从0开始跟踪空闲内存。Eden和Survior区不存在内存碎片写指针总是停留在所使用内存池的顶部。执行minor操作时不会影响到永久代，从永久带到年轻代的引用被当成GC roots，从年轻代到永久代的引用在标记阶段被直接忽略掉（永久代用来存放java的类信息）。如果eden区域中大部分对象被认为是垃圾，永远也不会复制到Survior区域或者老年代空间。如果正好相反，eden区域大部分新生对象不符合GC条件，Minor GC执行时暂停的线程时间将会长很多。Minor may call "stop the world"。
‘伍’ java中GC是什么为什么要有GC
gc是指垃圾回收机制，当一个对象不能再被后续程序所引用到时，这个对象所占用的内存空间就没有存在的意义了，java虚拟机会不定时的去检测内存中这样的对象，然后回收这块内存空间。
‘陆’ java gc的日志在哪里看
-verbose.gc开关可显示gc的操作内容。打开它，可以显示最忙和最空闲收集行为发生的时间、收集前后的内存大小、收集需要的时间等。打开- xx:+ printgcdetails开关，可以详细了解gc中的变化。打开-XX: + PrintGCTimeStamps开关，可以了解这些垃圾收集发生的时间，自jvm启动以后以秒计量。最后，通过-xx: + PrintHeapAtGC开关了解堆的更详细的信息。为了了解新域的情况，可以通过-XX:=PrintTenuringDistribution开关了解获得使用期的对象权。
‘柒’ 怎么查看GC 及jvm配置
JVisualVM是JDK 6 update 7之后推出的一个工具，它类似于JProfiler的工具，基于此工具可查看内存的消耗情况、线程的执行状况及程序中消耗CPU、内存的动作。
‘捌’ java中System.gc();和Runtime.getRuntime().gc();有何区别
(1)GC是垃圾收集的意思（GabageCollection）,内存处理是编程人员容易出现问题的地方，忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃，Java提供的GC功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的，Java语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。
(2)对于GC来说，当程序员创建对象时，GC就开始监控这个对象的地址、大小以及使用情况。通常，GC采用有向图的方式记录和管理堆(heap)中的所有对象。通过这种方式确定哪些对象是"可达的"，哪些对象是"不可达的"。当GC确定一些对象为"不可达"时，GC就有责任回收这些内存空间。可以。程序员可以手动执行System.gc()，通知GC运行，但是Java语言规范并不保证GC一定会执行。
(3)垃圾回收是一种动态存储管理技术，它自动地释放不再被程序引用的对象，当一个对象不再被引用的时候,按照特定的垃圾收集算法来实现资源自动回收的功能。
(4)System.gc();就是呼叫java虚拟机的垃圾回收器运行回收内存的垃圾。
(5)当不存在对一个对象的引用时，我们就假定不再需要那个对象，那个对象所占有的存储单元可以被收回，可通过System.gc()方法回收，但一般要把不再引用的对象标志为null为佳。
(6)每个Java应用程序都有一个Runtime类实例，使应用程序能够与其运行的环境相连接。可以通过getRuntime方法获取当前运行时。Runtime.getRuntime().gc();
(7)java.lang.System.gc()只是java.lang.Runtime.getRuntime().gc()的简写，两者的行为没有任何不同。
(8)唯一的区别就是System.gc()写起来比Runtime.getRuntime().gc()简单点.其实基本没什么机会用得到这个命令,因为这个命令只是建议JVM安排GC运行,还有可能完全被拒绝。GC本身是会周期性的自动运行的,由JVM决定运行的时机,而且现在的版本有多种更智能的模式可以选择,还会根据运行的机器自动去做选择,就算真的有性能上的需求,也应该去对GC的运行机制进行微调,而不是通过使用这个命令来实现性能的优化。