怎样判断是否需要垃圾回收/对象是否存活

垃圾回收算法详解
本文介绍了两种常见的垃圾回收算法:引用计数法和可达性分析算法。详细解释了这两种算法的工作原理,并指出了引用计数法难以解决对象间循环引用的问题。同时阐述了可达性分析算法如何通过从GC Roots开始搜索来确定对象的存活状态。

引用计数法:给对象添加一个引用计数器,每当一个对象引用它时,计数器值就加1;当引用失效时,计数器值就减1;任何时刻计数器值为0的对象就是不可能再被使用的。
这个算法虽然效率很高,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,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。

可达性分析算法:主流的语言都选用这个算法来判定对象是否存活的。这个算法的主要思想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,搜索所走过的路径称为有引用链,当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连(从图论的话来说,就是从GC Roots到这个对象不可达)时,则证明此对象时不可用的。如下图,object1、object2、object3、object4是存活的对象,object5、object6、object7是可回收的对象。
这里写图片描述
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变量。
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。

### JVM 垃圾回收判断对象回收性的机制 JVM 的垃圾回收器通过一系列算法和条件来判断对象是否可以被回收。这些条件通常基于对象的引用状态以及其在内存中的存活情况。 #### 引用计数法 一种简单的判断对象是否回收的方式是 **引用计数法**,即为每个对象维护一个引用计数器。当有一个新的引用指向该对象时,计数加一;当某个引用失效时,计数减一。如果计数值降为零,则表示没有任何引用指向此对象,因此它被认为是可回收的[^3]。 然而,这种方法存在循环引用的问题,可能导致某些实际上已经不再使用的对象无法被正确回收。 #### 可达性分析算法 为了克服引用计数法的缺陷,现代 JVM 主要采用 **可达性分析算法**(Reachability Analysis)。这种算法从一组称为“GC Roots”的根节点集合出发,沿着引用链向下搜索所有可达的对象。任何未被引用链触及到的对象都被视为不可达,从而成为候选回收目标[^1]。 常见的 GC Root 类包括但不限于: - 虚拟机栈中局部变量表内的引用; - 方法区中类静态属性所持有的引用; - 方法区中常量池里的引用; - 本地方法栈中 JNI 所持的引用。 一旦确认某对象不可达,进一步还需要验证是否有其他特殊原因阻止它的立即销毁,比如 finalize() 方法的存在与否及其执行结果可能影响最终决定。 #### 不同类的引用对回收的影响 除了基本的强引用外,Java 还定义了几种特殊的弱软虚引用形式,它们各自对应着不同强度级别的关联关系,并间接决定了何时适合触发相应的清理动作: - **Soft Reference**: 在内存不足之前不会轻易丢弃此类数据项。 - **Weak Reference**: 即使还有少量可用空间也会尽快处理掉这类实例。 - **Phantom Reference**: 更倾向于配合特定事件通知机制而非直接参与常规意义上的资源管理流程之中。 综上所述,JVM 使用多种技术和手段综合评估哪些对象应该进入下一轮清扫范围之内并实际实施操作过程。 ```java // 示例代码展示如何创建不同类引用 import java.lang.ref.*; public class RefDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Object obj = new Object(); // 创建一个新对象 SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(obj); WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(obj); PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(obj, null); obj = null; // 断开原始强引用 System.out.println(softRef.get()); // 输出可能是null或者原对象 System.out.println(weakRef.get()); // 很大概率已经是null System.out.println(phantomRef.get());// 总返回null } } ```
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