Java垃圾回收机制
java 对象存活分析——引用计数法&可达性分析
引用计数法的循环引用问题
Think in java, Effective java
1. 垃圾回收的意义
在C++中，对象所占的内存在程序结束运行之前一直被占用，在明确释放之前不能分配给其它对象；而在Java中，当没有对象引用指向原先分配给某个对象的内存时，该内存便成为垃圾。JVM的一个系统级线程会自动释放该内存块。垃圾回收意味着程序不再需要的对象是”无用信息”，这些信息将被丢弃。当一个对象不再被引用的时候，内存回收它占领的空间，以便空间被后来的新对象使用。事实上，除了释放没用的对象，垃圾回收也可以清除内存记录碎片。由于创建对象和垃圾回收器释放丢弃对象所占的内存空间，内存会出现碎片。碎片是分配给对象的内存块之间的空闲内存洞。碎片整理将所占用的堆内存移到堆的一端，JVM将整理出的内存分配给新的对象。
垃圾回收能自动释放内存空间，减轻编程的负担。这使Java 虚拟机具有一些优点。首先，它能使编程效率提高。在没有垃圾回收机制的时候，可能要花许多时间来解决一个难懂的存储器问题。在用Java语言编程的时候，靠垃圾回收机制可大大缩短时间。其次是它保护程序的完整性， 垃圾回收是Java语言安全性策略的一个重要部份。
垃圾回收的一个潜在的缺点是它的开销影响程序性能。Java虚拟机必须追踪运行程序中有用的对象，而且最终释放没用的对象。这一个过程需要花费处理器的时间。其次垃圾回收算法的不完备性，早先采用的某些垃圾回收算法就不能保证100%收集到所有的废弃内存。当然随着垃圾回收算法的不断改进以及软硬件运行效率的不断提升，这些问题都可以迎刃而解。
2. 垃圾收集的算法分析
Java语言规范没有明确地说明JVM使用哪种垃圾回收算法，但是任何一种垃圾回收算法一般要做2件基本的事情：
（1）发现无用信息对象；
（2）回收被无用对象占用的内存空间，使该空间可被程序再次使用。
判断这两点比较常见的方法：引用计数法与可达性分析算法。
2.1 引用计数法(Reference Counting Collector)
该方法使用引用计数器来区分存活对象和不再使用的对象。一般来说，堆中的每个对象对应一个引用计数器。当每一次创建一个对象并赋给一个变量时，引用计数器置为1。当对象被赋给任意变量时，引用计数器每次加1，当对象出了作用域后(该对象丢弃不再使用)，引用计数器减1，一旦引用计数器为0，对象就满足了垃圾收集的条件。
引用记数法逻辑比较简单，运行速度也比较快。但是它有一个致命的缺点，无法解决循环引用问题。
例如，A引用B，B也引用A，它们处于互相引用的状态。
A a = new A();
B b = new B();
a.ref = b;
b.ref = a;此时，A和B各被引用两次。
a = null
b = null这时我不再想使用这两个对象，将变量引用置为null，此时，A和B的引用计数各减1。但是，它们还是各被引用了1次，所以垃圾回收器无法回收这两个对象。
2.2 可达性分析算法
在主流的商用程序语言中(Java和C#)，都是使用可达性分析算法判断对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列名为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(Reference Chain)，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的，下图对象object5, object6, object7虽然有互相判断，但它们到GC Roots是不可达的，所以它们将会判定为是可回收对象。
那么那些点可以作为GC Roots呢？一般来说，以下情况的对象可以作为GC Roots：
- 虚拟机栈(栈桢中的本地变量表)中的引用的对象
- 方法区中的类静态属性引用的对象
- 方法区中的常量引用的对象
- 本地方法栈中JNI（Native方法）的引用的对象
3. finalize方法
finalize是在回收一个对象之前会先调用finalize方法。但是这个调用时机是不确定的，并且在不同的jvm中调用时机也是不确定的，最后，它可能还不会被执行！所以，我们并不能依赖finalize方法做一些事情。
但是，finalize有什么用呢？
释放非java代码创建的存储空间
这种情况出现在使用“本地方法的时候（jni中）”，例如你可能调用C的malloc()函数来分配存储空间，而且除非调用了free(）函数，否则无法释放该存储空间，造成内存泄漏。
在这种时候就可以在finalize方法中再次调用本地方法释放，虽然finalize调用的时机不可预料或者不被调用，但总比不释放好。