JVM如何判断Java对象是否存活,是否要被GC回收?

参考:深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第3版) 周志明 著

GC在对堆内存进行垃圾清理之前,需要判断哪些Java对象不再被使用,需要被回收。通常有两种算法:引用计数算法可达性分析算法

引用计数算法(已被淘汰)

引用计数算法: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。

存在的问题: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,因为单纯的引用计数很难解决对象之间 相互循环引用A引用BB引用A)的问题。

可达性分析算法(主流的算法)

当前主流的商用程序语言(JavaC#,上至古老的Lisp)的内存管理子系统,都是通过可达性分析(Reachability Analysis)算法来判定对象是否存活的。

算法的基本思路:通过一系列称为 “GC Roots” 的根对象作为起始节点集,从这些节点开始,根据引用关系向下搜索,搜索过程所走过的路径称为 “引用链”(Reference Chain),如果某个对象到 GCRoots 间没有任何引用链相连,或者用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达时,则证明此对象是不可能再被使用的。

在这里插入图片描述
Java语言中,可作为 GC Roots 的对象包括下面几种:

  • 在虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)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(String Table)里的引用。
  • 在本地方法栈中JNI(即通常所说的Native方法)引用的对象。
  • Java虚拟机内部的引用,如基本数据类型对应的Class对象,一些常驻的异常对象(比如NullPointExcepitonOutOfMemoryError)等,还有系统类加载器。
  • 所有被同步锁(synchronized关键字)持有的对象。
  • 反映Java虚拟机内部情况的JMXBeanJVMTI中注册的回调、本地代码缓存等。
  • 除了这些固定的GC Roots集合以外,根据用户所选用的垃圾收集器以及当前回收的内存区域不同,还可以有其他对象“临时性”地加入,共同构成完整GC Roots集合。
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