概述

了解GC（垃圾收集器）和内存分配的原因：

需要排查各种内存溢出、内存泄漏问题。
垃圾收集成为系统达到更高并发量的瓶颈。

Java内存运行时区域的各个部分，其中程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈3个区域随线程而生，随线程而灭；栈中的栈帧随着方法的进入和退出而有条不紊地执行着出栈和入栈操作。

在程序处于运行期间时才能知道会创建哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的，垃圾收集器所关注的是这部分内存。

判断对象存活

垃圾收集器在对堆进行回收前，需要判断哪些对象存活，哪些对象已经消失。因为需要相应的方法判断对象是否存活。

1、引用计数算法

给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用是失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能在被使用。
引用计数算法的实现简单，判定效率也很高，在大部分情况下它都是一个不错的算法，但是主流的Java虚拟机里面没有选用引用计数算法来管理内存，最主要原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。

2、可达性分析算法

**思路：**通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的。
判断对象是否可回收
如图，对象object 5、object 6、object 7虽然互相有关联，但是它们到GC Roots是不可达的，所以它们将会被判定为是可回收的对象。

在Java语言中，可作为GC Roots的对象包括下面几种：

虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。
方法区中类静态属性引用的对象。
方法区中常量引用的对象。
本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象。

引用

无论是通过引用计数算法判断对象的引用数量，还是通过可达性分析算法判断对象的引用链是否科大，判断对象是否存活都与“引用”有关。
引用的分类：

强引用
指在程序代码之中普遍存在的，类似“Object obj =new Object()”这类的引用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
软引用
用来描述一些还有用但并非必需的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收。如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。
在JDK 1.2之后，提供了SoftReference类来实现软引用。
弱引用
用来描述非必需对象的，但是它的强度比软引用更弱一些，被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。
在JDK 1.2之后，提供了WeakReference类来实现弱引用。
虚引用
也称为幽灵引用或者幻影引用，它是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一个对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。
在JDK 1.2之后，提供了PhantomReference类来实现虚引用。

引用强度：强引用>软引用>弱引用>虚引用