对于 Java 程序员来说，在 Java 虚拟机自动内存管理机制的帮助下，不再需要为每一个 new 操作去写对应的 delete/free 代码，不容易出现内存泄露和内存溢出的问题。不过，也正是因为 Java 程序员把内存控制的交给了 Java 虚拟机，一旦出现内存泄露和内存溢出的问题，如果不了解虚拟机是怎样使用内存的，那么排查错误将会非常。
Java 内存管理就是对象的分配和问题。在 Java 中，内存的分配是由「程序」完成的，而内存的是由 Java 垃圾回收器(GC)完成的，这种方式确实简化了程序员的工作，但也同时加重了 JVM 的工作。这也是 Java 程序运行速度较慢的原因之一。
栈区:当方法被执行时，方法体内的局部变量(包括基础数据类型、对象的引用)都在栈上创建，并在方法执行结束时。这些局部变量所持有的内存将会自动被。因为栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
Sample 类的局部变量 s2 和引用变量 mSample2 都是存在于栈中，但 mSample2 指向的对象是存在于堆上的。mSample3 指向的对象实体存放于堆上，包括这个对象的所有变量 s1 和 mSample1，但它的引用变量是存在于栈中的。
在 Java 堆和静态存储区(方法区)中，一个接口中的多个实现类需要的内存可能不一样，一个方法中的多个分支需要的内存也可能不一样，我们只有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，垃圾回收器所关注的便是这部分的内存。
引用计数算法的实现比较简单，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，至少主流的 Java 虚拟机里面没有选用引用计数算法来管理内存，其中最主要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。
在主流的商用程序语言(Java、C#)的主流实现中，都是称通过可达性分析来判定对象是否存活的。这个算法的基本思想就是通过一系列的称为「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。
为了解决效率问题，一种称为「复制」的收集算法出现了，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。
复制算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会变低。更关键的是，如果不想浪费 50 % 的空间，就需要有额外的空间进行，以应对被使用的内存中所有对象都 100% 存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接选用这种算法。
根据老年代的特点，提出了另一种「标记 - 整理」算法，标记过程仍然与「标记 - 清理」算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存。
当前商业虚拟机的垃圾收集都采用「分代收集」算法，这种算法并没有什么新的思想，只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，一般是把 Java 堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。
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，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集，而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行，就必须采用「标记 - 清理」或者「标记 - 整理」算法来回收。
在 JDK 1.2 以前，Java 中引用的定义很传统:如果 reference 类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用。一个对象在这种定义下只有被引用或没有被引用两种状态，对于描述一些「食之无味，弃之可惜」的对象就显得为力了。
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
虚引用:也被称为幽灵引用或幻影引用，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。
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