Java垃圾回收

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内存回收常用算法：

  1. 引用计数
  2. 可达性分析（GC Root）

如何判断一个对象的死亡？

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当一个对象不再被任何存活的对象继续引用的时候，这个对象就死亡了。

引用计数

给每一个对象添加一个计数器

  • 当有对象引用它的时候，计数器+1。
  • 当有对象取消对它的引用时，计数就会-1。
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当计数器的值为 0 时，即说明没有对象引用它，也就是这个对象死亡了。

这种算法简单，但是有个重大缺陷，那就是无法解决循环引用问题。

什么是循环引用问题呢？

比如对象A 引用 对象B，对象B 引用 对象A，那么 对象A 和 对象B 的计数器都为1。但是如果后续的运行环境再也用不到对象A 和 对象B，那么就造成了内存泄漏。

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public class ReferenceCountGC {
	public Object instance = null;

	private static final int _1MB = 1024 * 1024;

	// 每个对象中包含2M的成员，方便观察
	private byte[] bigSize = new byte[2 * _1MB];

	public void isAlive() {
		System.out.println("Yes, i am alive");
	}

	public static void main(String[] args) {
		ReferenceCountGC objA = new ReferenceCountGC();
		ReferenceCountGC objB = new ReferenceCountGC();
		objA.instance = objB.instance;
		objB.instance = objA.instance;

		// 取消对对象的引用
		objA = null;
		objB = null;
		// 是否进行垃圾回收
		System.gc();
		// 没有执行，说明Java没有使用这种算法，而是使用了我们后面说的可达性算法
		if (objA != null) {
			objA.isAlive();
		}
	}
}

可达性分析

别名：根搜索算法，追踪性垃圾收集，GC Root。

原理

首先，我们选取一些对象，这些对象是存活的，也被称为 GC Roots，然后根据这些对象的引用关系，凡是直接或者间接跟 GC Roots 相关联的对象，都是存活的。就像图中的连通性判断一样。

如何选取GC Roots

在堆结构周围的一些结构，其中引用的对象可以作为GC Roots，具体可以概括为：

  • 虚拟机栈上（确切的说，是栈帧上的本地变量表）所引用的对象
  • 本地方法栈引用的对象
  • 方法区中的静态属性，常量引用
  • Java 虚拟机的内部引用，常用数据类型的 Class 对象，常驻的异常对象，系统类加载器
  • 所有被同步锁持有的对象
  • 除此之外，还有一些临时的 GC Roots 可以加入进来。比如老年代中的对象一般都存活时间比较久，也就是大概率是活着的对象，也可临时作为 GC Roots。

标记死亡后如何自救

被判定为不可达的对象，并不立刻死亡。它仍然有次机会进行自救，需要重写 finalize()。

也就是可达性算法的逻辑大致是这样的：

  1. 第一次进行标记，凡是不可达 GC Roots 的对象，都暂时判定为死亡，只是暂时。
  2. 检查暂时被判定为死亡对象，检查是否有重写 finalize()方法：
    • 如果有，则触发，对象可以在里面完成自救。
    • 如果没有自救成功 或者 没有重写 finalize()方法，则宣告这个对象的死亡。
  3. 除此之外，这个对象中的 finalize()方法，只能被调用一次，一生只有一次自救机会。
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public class FinalizeEscapeGC {
	public static FinalizeEscapeGC SAVE_HOOK = null;

	private byte[] bigSize = new byte[5 * 1024 * 1024];

	public void isAlive() {
		System.out.println("Yes, i am alive");
	}

	@Override
	protected void finalize() throws Throwable {
		super.finalize();
		System.out.println("Finalize method executed");
		FinalizeEscapeGC.SAVE_HOOK = this;
	}

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		SAVE_HOOK = new FinalizeEscapeGC();
		SAVE_HOOK = null;
		System.gc();
		Thread.sleep(500);
		if (SAVE_HOOK != null) {
			SAVE_HOOK.isAlive();
			SAVE_HOOK = null;
			System.gc();
			if (SAVE_HOOK == null) {
				System.out.println("Dead");
			}
		} else {
			System.out.println("Dead");
			System.gc();
		}
	}
}
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Finalize method executed
Yes, i am alive
Dead
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