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来源：占小狼，
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收集算法
垃圾收集算法主要有：标记-清除、复制和标记-整理。
1、标记-清除算法
对待回收的对象进行标记。
算法缺点：效率问题，标记和清除过程效率都很低；空间问题，收集之后会产生大量的内存碎片，不利于大对象的分配。
2、复制算法
复制算法将可用内存划分成大小相等的两块A和B，每次只使用其中一块，当A的内存用完了，就把存活的对象复制到B，并清空A的内存，不仅提高了标记的效率，因为只需要标记存活的对象，同时也避免了内存碎片的问题，代价是可用内存缩小为原来的一半。
3、标记-整理算法
在老年代中，对象存活率较高，复制算法的效率很低。在标记-整理算法中，标记出所有存活的对象，并移动到一端，然后直接清理边界以外的内存。
对象标记过程
在可达性分析过程中，为了准确找出与GC Roots相关联的对象，必须要求整个执行引擎看起来像是被冻结在某个时间点上，即暂停所有运行中的线程，不可以出现对象的引用关系还在不断变化的情况。
如何快速枚举GC Roots？
GC Roots主要在全局性的引用（常量或类静态属性）与执行上下文（本地变量表中的引用）中，很多应用仅仅方法区就上百兆，如果进行遍历查找，效率会非常低下。
在HotSpot中，使用一组称为OopMap的数据结构进行实现。类加载完成时，HotSpot把对象内什么偏移量上是什么类型的数据计算出来存储到OopMap中，通过JIT编译出来的本地代码，也会记录下栈和寄存器中哪些位置是引用。GC发生时，通过扫描OopMap的数据就可以快速标识出存活的对象。
如何安全的GC？
线程运行时，只有在到达安全点（Safe Point）才能停顿下来进行GC。
基于OopMap数据结构，HotSpot可以快速完成GC Roots的遍历，不过HotSpot并不会为每条指令都生成对应的OopMap，只会在Safe Point处记录这些信息。
所以Safe Point的选择很重要，如果太少可能导致GC等待的时间太长，如果太频繁可能导致运行时的性能问题。大部分指令的执行时间都非常短暂，通常会选择一些执行时间较长的指令作为Safe Point，如方法调用、循环跳转和异常跳转等。
关于Safe Point更多的信息，可以看看这篇文章《 JVM的Stop The World，安全点，黑暗的地底世界 》（http://calvin1978.blogcn.com/articles/safepoint.html）。
发生GC时，如何让所有线程跑到最近的Safe Point再暂停？
当发生GC时，不直接对线程进行中断操作，而是简单的设置一个中断标志，每个线程运行到Safe Point的时候，主动去轮询这个中断标志，如果中断标志为真，则将自己进行中断挂起。
这里忽略了一个问题，当发生GC时，运行中的线程可以跑到Safe Point后进行挂起，而那些处于Sleep或Blocked状态的线程在此时无法响应JVM的中断请求，无法到Safe Point处进行挂起，针对这种情况，可以使用安全区域（Safe Region）进行解决。
Safe Region是指在一段代码片段中，对象的引用关系不会发生变化，在这个区域中的任何位置开始GC都是安全的。
1、当线程运行到Safe Region的代码时，首先标识已经进入了Safe Region，如果这段时间内发生GC，JVM会忽略标识为Safe Region状态的线程；
2、当线程即将离开Safe Region时，会检查JVM是否已经完成GC，如果完成了，则继续运行，否则线程必须等待直到收到可以安全离开Safe Region的信号为止；
垃圾收集器
Java虚拟机规范并没有规定垃圾收集器应该如何实现，用户可以根据系统特点对各个区域所使用的收集器进行组合使用。
上图展示了7种不同分代的收集器，如果两两之间存在连线，说明可以组合使用。
1、Serial收集器（串行GC）
Serial 是一个采用单个线程并基于复制算法工作在新生代的收集器，进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程。对于单CPU环境来说，Serial由于没有线程交互的开销，可以很高效的进行垃圾收集动作，是Client模式下新生代默认的收集器。
