JVM 如何判断一个Java对象是否存活

本文深入探讨Java垃圾回收机制,解析对象存活状态判断方法,包括引用计数法与引用链法,详细阐述可达性分析、对象筛选及Finalize()方法执行流程。

判断方式

GC对JAVA堆内对象的是否进行回收的判断准则:对象dead or alive 。死亡的才会进行回收,两种方式进行判断 引用计数法 引用链法(可达性分析)

一 引用计数法

给java对象添加一个引用计数指针,每当有一个地方引用它时 计数+1引用失效则计数-1
当计数器不为0时候 alive 为0 dead
优点:实现简单 判断高效
缺点:无法判断对象间相互循环引用的问题

二 引用链法

很多主流商用语言(如Java、C#)都采用 引用链法 判断 Java对象是否存活。包括三个步骤
		·可达性分析
		·第一次标记&筛选
		·第二次标记&筛选

1 可达性分析
	将一系列GC Rtoot对象作为起点,从这些起点开始向下搜索。可作为GC Root的对象有 java虚拟机栈中引用的数据 本地方法栈JNI中引用的数据 方法区中 常量 类静态属性引用的对象 向下搜索路径=引用链
	当一个对象到GC Root是没有任何引用链相连时,则判断该对象不可达
	不可达对象会被放在 即将回收 的集合中 

2 第一次筛选&标记
	当对象被判断为不可达 将会进行第一次标记&准备被筛选
		a 不筛选 继续留在 即将回收 集合里 等待回收
		b 筛选 从即将回收 集合中取出
	筛选的标准:该对象时候有必要执行finalize()方法
		若有必要执行(人为设置 即重写该方法) 则筛选出来 进入下一阶段(第二次标记&筛选)
		若没有必要(没有inalize()方法或者方法已经被执行过),判断该对象死亡,不筛选 并等待回收
3第二次筛选&标记
	方式描述:该对象会被放在一个F-queue队列中,并由虚拟机自动建立 优先级较低的Finalizer线程去执行该对象中的Finalize()方法 Finalize()方法只会被执行一次,但实际上并不承诺完成整个方法(防止方法执行缓慢/停止导致队列其他对象永久等待)
	筛选标准:再执行finalize()方法中 如果该对象仍然没有跟GC Roots发生关联 不筛选 留在 即将回收 集合中等待回收
JVM 判断对象是否存活主要有两种方法,分别是引用计数算法和可达性分析算法。 ### 引用计数算法 在对象中添加一个引用计数器,每有一个地方引用它,计数器的值加 1;当引用失效时,计数器的值减 1。任何时刻计数器为 0 的对象就是不再被使用的对象。不过,该算法很难解决对象之间相互循环引用的问题,可能会导致内存泄漏。例如以下 Java 代码: ```java public class ReferenceCountingTest { private Object instance; public ReferenceCountingTest() { byte[] b = new byte[20 * 1024 * 1024]; } public static void main(String[] args) { ReferenceCountingTest m1 = new ReferenceCountingTest(); ReferenceCountingTest m2 = new ReferenceCountingTest(); m1.instance = m2; m2.instance = m1; m1 = null; m2 = null; System.gc(); } } ``` 在这个例子中,`m1` 和 `m2` 相互引用,即使栈对它们的引用断开,由于计数器不为 0,引用计数算法无法回收它们[^1][^4]。 ### 可达性分析算法 这是主流商用程序语言(如 Java、C#)判断对象是否存活的常用方法。其基本思路是以一系列称为“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引用链。当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时,说明此对象是不可用的,将会被判定为可回收的对象。在 Java 语言中,能被认为是 GC Roots 的对象包括以下几种: 1. 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中的引用的对象; 2. 本地方法栈中 JNI(Native 方法)引用的对象; 3. 方法区中类静态属性引用的对象; 4. 方法区中常量引用的对象; 5. 所有被同步锁(synchronized 关键字)持有的对象[^2][^3][^4][^5]。 要真正宣告一个对象死亡,至少要经历两次标记过程。如果对象在进行可达性分析后发现没有与 GC Roots 相连接的引用链,那它将会被第一次标记,随后进行一次筛选,筛选的条件是此对象是否有必要执行 `finalize()` 方法。若有必要执行(即重写该方法),则筛选出来进入下一阶段(第二次标记和筛选);若没有必要(没有 `finalize()` 方法或者方法已经被执行过),则判断对象死亡。第二次标记时,对象会被放在一个 F-queue 队列中,并由虚拟机自动建立优先级较低的 Finalizer 线程去执行该对象中的 `finalize()` 方法。`finalize()` 方法只会被执行一次,实际上并不承诺完成整个方法(防止方法执行缓慢或停止导致队列其他对象永久等待)。筛选标准是在执行 `finalize()` 方法后,如果该对象仍然没有跟 GC Roots 发生关联,就留在“即将回收”集合中等待回收[^2][^4]。
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