Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称作 GC 堆。
堆划分为新生代 老生代 永久代。
下图所示的 Eden 区、两个 Survivor 区 S0 和 S1 都属于新生代，中间一层属于老年代，最下面一层属于永久代。
内存分配原则
对象优先在Eden区域分配
当 Eden 区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次 Minor GC。
大对象直接进入老年代
大对象：需要大量连续内存空间的对象（如：字符串、数组）
大对象直接进入老年代的行为是由虚拟机动态决定的，与使用的垃圾回收器和参数有关。大对象直接进入老年代是一种优化策略，避免将大对象放入新生代，减少新生代垃圾回收频率和成本。
- G1 垃圾回收器会根据
-XX:G1HeapRegionSize参数设置的堆区域大小和-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent参数设置的阈值，决定哪些对象直接进入老年代。 - Parallel Scavenge 垃圾回收器中，默认并没有固定阈值决定哪些对象直接进入老年代(
XX:ThresholdTolerance是动态调整的)。而是由虚拟机根据当前的堆内存情况和历史数据动态决定。
长期存活的对象进入老年代
虚拟机给每个对象一个年龄（Age）计数器。
大部分情况，对象首先在 Eden 区分配。如果对象在 Eden 经过第一次 Minor GC 仍然能存活，并能被 Survivor 容纳，将被移动到 Survivor 空间（s0 或者 s1）中，并将对象年龄设为 1。对象在 Survivor 中每经过一次 MinorGC,年龄就增加 1 岁。当年龄增加到一定程度，就会被放到老年代中。
Hotspot 遍历所有对象时，按照年龄从小到大对其所占用的大小进行累积，当累积的某个年龄大小超过了 survivor 区的 50% 时（默认值是 50%，可以通过 -XX:TargetSurvivorRatio=percent 来设置。取这个年龄和 MaxTenuringThreshold 中更小的一个值，作为新的晋升年龄阈值"。
HotSpot VM 中的GC 分类两大种：
部分收集 (Partial GC)：
- 新生代收集（Minor GC / Young GC）：只对新生代进行垃圾收集；
- 老年代收集（Major GC / Old GC）：只对老年代进行垃圾收集。需要注意的是 Major GC 在有的语境中也用于指代整堆收集；
- 混合收集（Mixed GC）：对整个新生代和部分老年代进行垃圾收集。
整堆收集 (Full GC)：收集整个 Java 堆和方法区
空间分配担保
确保在 Minor GC 之前老年代本身还有容纳新生代所有对象的剩余空间。JDK 6 Update 24 之后的规则变为只要老年代的连续空间大于新生代对象总大小或者历次晋升的平均大小，就会进行 Minor GC，否则将进行 Full GC。
死亡对象判断方法
引用计数法
给对象中添加一个引用计数器：
- 每当有一个地方引用它，计数器就加 1；
- 当引用失效，计数器就减 1；
- 任何时候计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的。
- 问题：会出现循环引用，如A引用B，B引用A，除此之外再无引用，但是AB都不会被回收。
可达性分析算法
通过一系列的称为 "GC Roots" 的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，节点所走过的路径称为引用链，当对象到 GC Roots 无引用链相连时，证明此对象不可用，需要被回收。
可作为GC Roots的对象：
- 虚拟机栈(栈帧中的局部变量表)中引用的对象
- 本地方法栈(Native 方法)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
- 所有被同步锁持有的对象
- JNI（Java Native Interface）引用的对象
引用类型总结
JDK1.2 之前：如果 reference 类型的数据存储的数值代表另一块内存的起始地址，称这块内存代表一个引用。
JDK1.2 以后，Java 对引用的概念进行了扩充，将引用分为强引用、软引用、弱引用、虚引用。（引用强度逐渐减弱）
强引用：一个对象具有强引用，当内存空间不足时，Java 虚拟机会抛出 OutOfMemoryError 错误，使程序异常终止，不会随意回收具有强引用的对象来解决内存不足问题。
软引用：一个对象只具有软引用，如果内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它，如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。
弱引用：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描内存区域，一旦发现了只有弱引用的对象，不管当前内存空间是否足够，都会回收。
虚引用：虚引用不会决定对象的生命周期。如果对象仅有虚引用，就和没有引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收。
程序设计中很少使用弱引用与虚引用，使用软引用的情况较多，因为软引用可以加速 JVM 对垃圾内存的回收速度，以维护系统的运行安全，防止内存溢出（OutOfMemory）。
如何判断常量是废弃常量
运行时常量池主要回收的是废弃的常量。假如在字符串常量池中存在字符串 "abc"，且当前无任何 String 对象引用该字符串常量，说明常量 "abc" 是废弃常量，如果这时发生内存回收的话而且有必要的话，"abc" 就会被系统清理出常量池了。
如何判断类是无用类
需满足3个条件：
- 该类所有的实例都已经被回收，即 Java 堆中不存在该类的任何实例
- 加载该类的 ClassLoader 已经被回收
- 该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法