JVM--垃圾回收算法，系列篇-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/pCITv1C/article/details/137318449

对于Java运行时数据区的各个部分，其中程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈3个区域随线程而生，随线程而灭，这几个区域的内存分配和回收都具备确定性，不用考虑如何回收的问题。

「堆」和「方法区」这两个区域则有着很显著的不确定性，是「线程共享」的。垃圾收集器所关注的正是这部分内存如何管理。

1.2 回收堆内存

1.2.1 如何判定对象已死

1.引用计数法

在对象中添加一个「引用计数器」。

每当有一个地方引用它时，计数器值就加一，当引用失效时，计数器值就减一，任何时刻计数器为零的对象就是不可能再被使用的。引用计数算法虽然占用了一些额外的内存空间来进行计数，但它的原理简单，判定效率也很高。在大多数情况下它都是一个不错的算法。

但是，在Java领域，至少主流的Java虚拟机里面都没有选用引用计数算法来管理内存，主要原因是，这个看似简单的算法有很多例外情况要考虑，必须要配合大量额外处理才能保证正确地工作，譬如单纯的引用计数就很难解决对象之间相互循环引用的问题。（例如：a，b两个对象，互相引用。引用的计数器都不是0，但是a，b两个对象都死了，计数器不是0，无法回收。从而导致内存泄露。）

public class TestGC {

public Object instance = null;

public static void testGC() {

TestGC objA = new TestGC();

TestGC objB = new TestGC();

objA.instance = objB;

objB.instance = objA;

objA = null;

objB = null;

System.gc();

}

2.可达性分析算法

基本思路就是通过一系列称为「GC Roots」的根对象作为起始节点对象，从这些节点开始，根据引用关系向下搜索，统计下级，搜索过程所走过的路径称为「引用链」。

如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连，则证明此对象是不可能再被使用的。

在这里插入图片描述

在Java技术体系里面，固定可作为GC Root的对象包括以下几种：

在虚拟机枝中引用的对象，譬如各个线程被调用的方法堆栈中使用到的参数、局部变量、临时变量等；
在方法区中类静态属性引用的对象，譬如Java类的引用类型静态变量；
在方法区中常量引用的对象，譬如字符串常量池里的引用；
在本地方法栈中引用的对象；
JVM内部的引用，如基本数据类型对应的Class对象，常驻的异常对象（如NullPointExcepition），以及系统类加载器；
所有被同步锁（synchronized关键字）持有的对象；
…

1.2.2 对象的引用级别

无论是通过引用计数算法判断对象的引用数量，还是通过可达性分析算法判断对象是否引用链可达，判定对象是否存活都离不开“引用”。

「强引用、软引用、弱引用、虚引用」这四种引用强度依次逐渐减弱。

强引用：强引用是最传统的“引用”的定义：是指在程序代码之中普遍存在的引用赋值，即类似“Object obj = new Object()” 这种引用关系。无论任何情况下，只要强引用关系还存在，垃圾收集器就永远不会回收掉被引用的对象。
软引用：软引用是用来描述一些还有用，但非必须的对象。只被软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常前，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。
弱引用：弱引用也是用来描述那些非必须的对象，但是它的强度比软引用更弱一些，被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生为止。当垃圾收集器开始工作，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。
虚引用：虚引用是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，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只是为了能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。

1.2.3 对象死亡的过程

「真正宣告一个对象死亡，至少要经历两次标记过程」：

第一次标记：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汍行加「 finzlize() 」方法。

假如对象没有覆盖 finzlize() 方法，或者 finzlize() 方法已经被虚拟机调用过，那么虚拟机将这两种情况都视为“ 没有必要执行 ”。

反之，该对象将会被放置在一个名为「 F-Queue 」的队列之中，并在稍后由一条由虚拟机自动建立的、低调度优先级的如Finzlizer线程去执行它们的finzlize()方法。

第二次标记：稍后，收集器将对 F-Queue 中的对象进行第二次小规模的标记。

如果对象要在finzlize()中成功拯救自己，只要重新与引用链上的任何一个对象建立关联即可。例如把自己（this）赋值给某个类变量或者对象的成员变量，那在第二次标记时它将被移出 “即将回收” 的集合。

如果对象这时候还没有逃脱，那基本上它就真的要被回收了。

Java中Object的finalize()方法

Object 类的 Finalize 方法，可以告诉垃圾回收器应该执行的操作，该方法从 Object 类继承而来。在从堆中永久删除对象之前，垃圾回收器调用该对象的 Finalize 方法。

注意，无法确切地保证垃圾回收器何时调用该方法，也无法保证调用不同对象的方法的顺序。即使一个对象包含另一个对象的引用，或者在释放一个对象很久以前就释放了另一个对象，也可能会以任意的顺序调用这两个对象的Finalize方法。如果必须保证采用特定的顺序，则必须提供自己的特有清理方法。

finalize() 方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会，需要注意的是，任何一个对象的finalize() 方法都只会被系统自动调用一次，如果对象面临下一次回收，它的finalize()方法不会被再次执行。另外，finalize()方法运行代价高昂，不确定性大，无法保证各个对象的调用顺序，不推荐使用的语法。

1.3 回收方法区

方法区的垃圾收集主要回收两部分内容：「 废弃的常量 」和「 不再使用的类型 」。