JVM框架
Java虛擬機HotSpot的框架：
JVM主要組成部分：Class Loader（類加載器）、Runtime Data Area（運行時數據區）、執行引擎（Execution Engine）。
JVM垃圾回收簡介
Step 1: Marking
GC算法在掃描存活對象時通常需要從Root節點開始，掃描所有存活對象的引用，構建出對象圖。
Root：靜態字段、方法參數、局部變量、CPU寄存器
Step 2: Normal Deletion
刪除沒有被引用的對象，釋放空間。
Step 2a: Deletion with Compacting
刪除垃圾並壓縮存活的引用對象，有利於提高內存分配的效率。
Generational Garbage Collection（分代垃圾回收）
HotSpot堆結構：
Young Generation：從eden區分配新對象，eden區滿後，發生一次minor garbage collection，把eden區和一個survivor區中存活的對象移動到另一個survivor區中，存活的對象age加1，當存活的對象age達到一個阈值時晉升到Old Generation。
Old Generation：保存存活長久對象的地方，Old Generation滿後會發生major garbage collection（full garbage collection）。
Stop the World Event：minor garbage collection和major garbage collection都是Stop the World Event，即垃圾回收的時候會暫停程序中線程的執行。
Permanent generation：保存JVM中用於描述類和方法的元數據信息。
整個GC的流程總結圖：
GC分代的基本假設是：絕大部分對象的生命周期都非常短暫，存活時間短。
分配小對象的開銷負擔小，不要吝啬去創建。
GC最喜歡這種小而短命的對象。
讓對象的生命周期盡可能短，例如在方法體內創建，使其能盡快地在YoungGC中被回收，不會晉升（romote）到年老代（Old Generation）。
對象分配的優化：盡量避免大對象的分配，當對象大到Eden Generation放不下時，JVM只能嘗試去Old Generation分配，這種情況需要盡可能避免，因為一旦在Old Generation分配，這個對象就只能被Old Generation的GC或是FullGC回收了。
不可變對象可以減少GC的壓力：Hotspot JVM為了提高YoungGC的性能，避免每次YoungGC都掃描Old Generation中的對象引用，采用了卡表(Card Table) 的方式。簡單來說，當Old Generation中的對象發生對Young Generation中的對象產生新的引用關系或釋放引用時，都會在卡表中響應的標記上標記為髒（dirty），而YoungGC時，只需要掃描這些dirty的項就可以了。可變對象對其它對象的引用關系可能會頻繁變化，並且有可能在運行過程中持有越來越多的引用，特別是容器。這些都會導致對應的卡表項被頻繁標記為dirty。而不可變對象的引用關系非常穩定，在掃描卡表時就不會掃到它們對應的項了。
指定容器初始化大小可以減少GC的壓力：每次容器擴容分配更大的空間，可能會增加GC的次數。
各類引用：java.lang.ref.Reference有幾個子類，用於處理和GC相關的引用。JVM的引用類型簡單來說有幾種：
Strong Reference，最常見的引用。
Weak Reference，當沒有指向它的強引用時會被GC回收。
Soft Reference，只當臨近OOM時才會被GC回收。
Phantom Reference，主要用於識別對象被GC的時機，通常用於做一些清理工作。
Garbage Collector（垃圾收集器）
JVM中會在以下情況觸發回收：對象沒有被引用，作用域發生未捕捉異常，程序正常執行完畢，程序執行了System.exit()，程序發生意外終止。
JVM中標記垃圾使用的算法是一種根搜索算法。簡單的說，就是從一個叫GC Roots的對象開始，向下搜索，如果一個對象不能達到GC Roots對象的時候，說明它可以被回收了。這種算法比一種叫做引用計數法的垃圾標記算法要好，因為它避免了當兩個對象啊互相引用時無法被回收的現象。
JVM中對於被標記為垃圾的對象進行回收時又分為了一下3種算法：
1.標記清除算法，該算法是從根集合掃描整個空間，標記存活的對象，然後在掃描整個空間對沒有被標記的對象進行回收，這種算法在存活對象較多時比較高效，但會產生內存碎片。
2.復制算法，該算法是從根集合掃描，並將存活的對象復制到新的空間，這種算法在存活對象少時比較高效。
3.標記整理算法，標記整理算法和標記清除算法一樣都會掃描並標記存活對象，在回收未標記對象的同時會整理被標記的對象，解決了內存碎片的問題。
HotSpot 1.6版使用的垃圾收集器如下圖（圖中兩個收集器之間有連線，說明它們可以配合使用）：
1.Serial GC
從名字上看，串行GC意味著是一種單線程的，所以它要求收集的時候所有的線程暫停。這對於高性能的應用是不合理的，所以串行GC一般用於Client模式的JVM中。
2.ParNew GC
是在SerialGC的基礎上，增加了多線程機制。但是如果機器是單CPU的，這種收集器是比SerialGC效率低的。
3.Parrallel Scavenge GC
這種收集器又叫吞吐量優先收集器，而吞吐量=程序運行時間/(JVM執行回收的時間+程序運行時間),假設程序運行了100分鐘，JVM的垃圾回收占用1分鐘，那麼吞吐量就是99%。Parallel Scavenge GC由於可以提供比較不錯的吞吐量，所以被作為了server模式JVM的默認配置。
4.ParallelOld
是老生代並行收集器的一種，使用了標記整理算法，是JDK1.6中引進的，在之前老生代只能使用串行回收收集器。
5.Serial Old
是老生代client模式下的默認收集器，單線程執行，同時也作為CMS收集器失敗後的備用收集器。
6.CMS（Concurrent Mark Sweep）
又稱響應時間優先回收器，使用標記清除算法，同時它又是一個使用多線程並發回收的垃圾收集器。他的回收線程數為(CPU核心數+3)/4，所以當CPU核心數為2時比較高效些。CMS分為4個過程：初始標記、並發標記、重新標記、並發清除和並發重置。其中初始標記和重新標記是獨占系統資源的，而並發標記、並發清除和並發重置是可以和用戶線程一起執行的。因此，從整體上來說，CMS 收集不是獨占式的，它可以在應用程序運行過程中進行垃圾回收。
7.Garbage First（G1）
比較特殊的是G1回收器既可以回收Young Generation，也可以回收Tenured Generation。它是在JDK6的某個版本中才引入的，性能比較高，同時注意了吞吐量和響應時間。與CMS收集器相比，G1收集器是基於標記-壓縮算法的。因此，它不會產生空間碎片，也沒有必要在收集完成後，進行一次獨占式的碎片整理工作。
對於垃圾收集器的組合使用可以通過下表中的參數指定：