java如何判断一个对象是否死去?

垃圾收集与内存管理:引用计数与可达性分析
本文探讨了两种垃圾收集机制:引用计数和可达性分析。引用计数简单但可能存在循环引用问题导致内存泄露。可达性分析通过GC Roots寻找存活对象,有效解决此问题,确保内存的准确回收。

简单直观的一个方法是:对一个对象添加引用计数器。每当有地方引用它时,计数器的值加 1;当引用失效时,计数器de的值减 1.而当计数器的值为 0 时这个对象就不会再被使用,判断为已死。但这种方法有些情况会不准确:比如当对象 A 中有一个字段指向了对象 B,而对象 B 中 也有一个字段指向了对象 A,而事实上他们俩都不再使用,但计数器的值永远都不可能为 0,也就不会被回收,然后就发生了内存泄露。

正确的方法是:可达性分析. 所有生成的对象都是一个为"GCRoots"的根的子树。从 GC Roots 开始向下搜索,搜索所经过的路径称为引用链,当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链可以到达时,就称这个对象是不可达的或者是不可引用的,也就是已经死去的对象,可以被 GC 回收了。

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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