JVM之垃圾判断的详细解析

垃圾判断

垃圾介绍

垃圾：如果一个或多个对象没有任何的引用指向它了，那么这个对象现在就是垃圾

作用：释放没用的对象，清除内存里的记录碎片，碎片整理将所占用的堆内存移到堆的一端，以便 JVM 将整理出的内存分配给新的对象

垃圾收集主要是针对堆和方法区进行，程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈这三个区域属于线程私有的，只存在于线程的生命周期内，线程结束之后就会消失，因此不需要对这三个区域进行垃圾回收

在堆里存放着几乎所有的 Java 对象实例，在 GC 执行垃圾回收之前，首先需要区分出内存中哪些是存活对象，哪些是已经死亡的对象。只有被标记为己经死亡的对象，GC 才会在执行垃圾回收时，释放掉其所占用的内存空间，因此这个过程可以称为垃圾标记阶段，判断对象存活一般有两种方式：引用计数算法和可达性分析算法

引用计数法

引用计数算法（Reference Counting）：对每个对象保存一个整型的引用计数器属性，用于记录对象被引用的情况。对于一个对象 A，只要有任何一个对象引用了 A，则 A 的引用计数器就加 1；当引用失效时，引用计数器就减 1；当对象 A 的引用计数器的值为 0，即表示对象A不可能再被使用，可进行回收（Java 没有采用）

优点：

• 回收没有延迟性，无需等到内存不够的时候才开始回收，运行时根据对象计数器是否为 0，可以直接回收

• 在垃圾回收过程中，应用无需挂起；如果申请内存时，内存不足，则立刻报 OOM 错误

• 区域性，更新对象的计数器时，只是影响到该对象，不会扫描全部对象

缺点：

• 每次对象被引用时，都需要去更新计数器，有一点时间开销

• 浪费 CPU 资源，即使内存够用，仍然在运行时进行计数器的统计。

• 无法解决循环引用问题，会引发内存泄露（最大的缺点）

• 

public class Test {public Object instance = null;public static void main(String[] args) {Test a = new Test();// a = 1Test b = new Test();// b = 1a.instance = b;     // b = 2b.instance = a;     // a = 2a = null;           // a = 1b = null;           // b = 1}
}

可达性分析

• Java虚拟机中的垃圾回收器采用可达性分析来探索所有存活的对象

• 扫描堆中的对象,看是否能够沿着GC Root对象为起点的引用链找到该对象,找不到,表示可以回收

• 那么哪些对象可以作为GC Root呢?

GC Roots

可达性分析算法：也可以称为根搜索算法、追踪性垃圾收集

GC Roots 对象：

• 虚拟机栈中局部变量表中引用的对象：各个线程被调用的方法中使用到的参数、局部变量等

• 本地方法栈中引用的对象

• 堆中类静态属性引用的对象

• 方法区中的常量引用的对象

• 字符串常量池（string Table）里的引用

• 同步锁 synchronized 持有的对象

GC Roots 是一组活跃的引用，不是对象，放在 GC Roots Set 集合

工作原理

可达性分析算法以根对象集合（GCRoots）为起始点，从上至下的方式搜索被根对象集合所连接的目标对象

分析工作必须在一个保障一致性的快照中进行，否则结果的准确性无法保证，这也是导致 GC 进行时必须 Stop The World 的一个原因

基本原理：

• 可达性分析算法后，内存中的存活对象都会被根对象集合直接或间接连接着，搜索走过的路径称为引用链

• 如果目标对象没有任何引用链相连，则是不可达的，就意味着该对象己经死亡，可以标记为垃圾对象

• 在可达性分析算法中，只有能够被根对象集合直接或者间接连接的对象才是存活对象