【证】:那些可作为GC Roots的对象

一、名词解释

根搜索算法是JVM用来的判断对象是否存活的算法，此算法基本思路为通过一系列的“GC Roots”对象作为起始点，从这些节点往下搜索，当一个对象和GC Roots不可达时，则该对象是无用的，可被回收的。如下图所示：object5、object6、object7虽然互相有关联，但是他们到GC Roots是不可达的，因此他们都可以被回收。

       

在java中，可作为GC Roots的对象有：

1.虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象；

2.方法区中的类静态属性引用的对象；

3.方法区中常量引用的对象；

4.本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）中引用的对象

二、验证以上可作为GC Roots的对象（此处只做最简单的验证，不涉及很复杂的GCRoots引用链）。

1.验证虚拟机栈（栈帧中的局部变量）中引用的对象 作为GC Roots

/**
 * GCRoots 测试：虚拟机栈（栈帧中的局部变量）中引用的对象作为GCRoots 
 * -Xms1024m -Xmx1024m -Xmn512m -XX:+PrintGCDetails
 * 
 * 扩展：虚拟机栈中存放了编译器可知的八种基本数据类型,对象引用,returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）
 * @author ljl
 */
public class TestGCRoots01 {
	private int _10MB = 10 * 1024 * 1024;
	private byte[] memory = new byte[8 * _10MB];

	public static void main(String[] args) {
		method01();
		System.out.println("返回main方法");
		System.gc();
		System.out.println("第二次GC完成");
	}

	public static void method01() {
		TestGCRoots01 t = new TestGCRoots01();
		System.gc();
		System.out.println("第一次GC完成");
	}
}

控制台打印日志：

[GC [PSYoungGen: 105513K->616K(458752K)] 105513K->82536K(983040K), 0.0945986 secs] [Times: user=0.17 sys=0.06, real=0.09 secs] 
[Full GC [PSYoungGen: 616K->0K(458752K)] [ParOldGen: 81920K->82430K(524288K)] 82536K->82430K(983040K) [PSPermGen: 2547K->2546K(21504K)], 0.0273364 secs] [Times: user=0.06 sys=0.01, real=0.03 secs] 
第一次GC完成
返回main方法
[GC [PSYoungGen: 15728K->64K(458752K)] 98159K->82494K(983040K), 0.0014739 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC [PSYoungGen: 64K->0K(458752K)] [ParOldGen: 82430K->510K(524288K)] 82494K->510K(983040K) [PSPermGen: 2546K->2546K(21504K)], 0.0118484 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs] 
第二次GC完成

第一次GC：

t为局部变量，引用了new出的对象（80M），作为GC Roots，在Minor GC后被转移到老年代中，且Full GC也不会回收该对象，仍保留在老年代中。

第二次GC：

method01方法执行完后，局部变量t跟随方法消失，不再有引用类型指向该对象，该对象在Full GC后，被完全回收，老年代腾出该对象之前所占的空间。

2.验证方法区中的静态变量引用的对象作为GC Roots

/**
 * 测试方法区中的静态变量引用的对象作为GCRoots
 * -Xms1024m -Xmx1024m -Xmn512m -XX:+PrintGCDetails
 * 
 * 扩展：方法区存与堆一样,是各个线程共享的内存区域,用于存放已被虚拟机加载的类信息,常量,静态变量,即时编译器编译后的代码等数据。
 * @author ljl
 * */
public class TestGCRoots02 {
	private static int _10MB = 10 * 1024 * 1024;
	private byte[] memory;

	private static TestGCRoots02 t;

	public TestGCRoots02(int size) {
		memory = new byte[size];
	}

	public static void main(String[] args) {
		TestGCRoots02 t2 = new TestGCRoots02(4 * _10MB);
		t2.t = new TestGCRoots02(8 * _10MB);
		t2 = null;
		System.gc();
	}
}

控制台打印日志：

[GC [PSYoungGen: 138608K->632K(458752K)] 138608K->82552K(983040K), 0.0684508 secs] [Times: user=0.19 sys=0.06, real=0.07 secs] 
[Full GC [PSYoungGen: 632K->0K(458752K)] [ParOldGen: 81920K->82427K(524288K)] 82552K->82427K(983040K) [PSPermGen: 2513K->2512K(21504K)], 0.0162803 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.02 secs] 

t2被置为null，Minor GC后t2之前引用的对象（40M）被完全回收；t为静态变量，存放于方法区中，引用了对象（80M），在Minor GC后，被转移到老年代中，且在Full GC后，也不会被回收，继续保留在老年代中。

3.验证方法区中常量引用对象作为GC Roots

/**
 * 测试常量引用对象作为GCRoots 
 * 注意：t修饰符如果只是final会被回收，static final不会被回收，所以static final 才是常量的正确写法
 * -Xms1024m -Xmx1024m -Xmn512m -XX:+PrintGCDetails
 * @author ljl
 */
public class TestGCRoots03 {
	private static int _10MB = 10 * 1024 * 1024;
	private static final TestGCRoots03 t = new TestGCRoots03(8 * _10MB);
	private byte[] memory;

	public TestGCRoots03(int size) {
		memory = new byte[size];
	}

	public static void main(String[] args) {
		TestGCRoots03 t3 = new TestGCRoots03(4 * _10MB);
		t3 = null;
		System.gc();
	}
}

控制台打印日志：

[GC [PSYoungGen: 138608K->688K(458752K)] 138608K->82608K(983040K), 0.0514407 secs] [Times: user=0.13 sys=0.02, real=0.05 secs] 
[Full GC [PSYoungGen: 688K->0K(458752K)] [ParOldGen: 81920K->82428K(524288K)] 82608K->82428K(983040K) [PSPermGen: 2515K->2514K(21504K)], 0.0153884 secs] [Times: user=0.06 sys=0.00, real=0.01 secs] 

t3被置为null，Minor GC后t3之前引用的对象（40M）被完全回收；t为常量，存放于方法区中，引用了对象（80M），在Minor GC后，被转移到老年代中，且在Full GC后，也不会被回收，继续保留在老年代中。

4.测试成员变量是否可作为GC Roots

/**
 * 测试成员变量引用对象是否可作为GCRoots
 * -Xms1024m -Xmx1024m -Xmn512m -XX:+PrintGCDetails
 *
 * @author ljl
 */
public class TestGCRoots04 {
	private static int _10MB = 10 * 1024 * 1024;
	private TestGCRoots04 t;
	private byte[] memory;

	public TestGCRoots04(int size) {
		memory = new byte[size];
	}

	public static void main(String[] args) {
		TestGCRoots04 t4 = new TestGCRoots04(4 * _10MB);
		t4.t = new TestGCRoots04(8 * _10MB);
		t4 = null;
		System.gc();
	}
}

控制台打印日志：

[GC [PSYoungGen: 138608K->600K(458752K)] 138608K->600K(983040K), 0.0015591 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC [PSYoungGen: 600K->0K(458752K)] [ParOldGen: 0K->507K(524288K)] 600K->507K(983040K) [PSPermGen: 2513K->2512K(21504K)], 0.0144441 secs] [Times: user=0.06 sys=0.00, real=0.02 secs]

t4被置为null，Minor GC后t4之前引用的对象（40M）被完全回收；t为成员变量，也叫实例变量，不同于类变量（静态变量），前面讲到类变量是存储在方法区中，而成员变量是存储在堆内存的对象中的，和对象共存亡，所以是不能作为GC Roots的，从日志中也可看出t在MinorGC后，跟随t4一起被完全回收。不再占用任何空间。

以上为一个非常简单的可作为GC Roots的对象的验证，不涉及较复杂的GC Roots引用链，其实作为使用者来讲，我们只要知道，哪些对象是可作为GC Roots的，在实际开发过程中要特别注意这些对象，不要让无谓的大对象消耗了资源，拖累了性能。