JVM如何判断对象已“死”（可达性分析算法）

Java堆上存放着几乎所有对象实例，垃圾回收器在对堆进行垃圾回收前需要判断哪些对象还存活？哪些对象已经“死去”（不再被引用）？

除了可达性分析算法外还有引用计数法。

引用计数法

例：
A对象引用了B对象，给B对象的计数器+1
C对象也引用了B对象，给B对象的计数器再+1
当引用失效时，计数器-1
任何时刻计数器为0的对象就是不能再被使用的，即对象已“死”，才可以被回收。

这就是引用计数法

虽然引用计数法实现简单，判断效率也高，但JVM中没有选用引用计数法来管理内存，主要是因为引用计数法无法解决对象的循环引用问题。

A和B的计数器都是1，不能被回收。

Python语言采用的就是引用计数法来进行内存管理。

可达性分析算法

JVM采用的是“可达性分析”来判断对象是否存活。

object5、object6、object7之所以被回收，是因为它们不能到达GC Roots（不可达），所以已“死”，被回收。

在Java中，可以作为GC Roots的对象有以下几种：

1. 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象------方法中的变量
2. 方法区中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(Native方法)引用的对象

那什么是引用？
在JDK1.2之前，java中引用的定义很传统。如果引用类型的数据中存储的数值代表的是另一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用。

在JDK1.2之后，Java对引用的概念做了扩充，将引用分为强引用、软引用、弱引用、虚引用。

1. 强引用 : 强引用指的是在程序代码之中普遍存在的，类似于"Object obj = new Object()"这类的引用，只要强引用还存在，垃圾回收器永远不会回收掉被引用的对象实例。
2. 软引用 : 软引用是用来描述一些还有用但是不是必须的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出之前，会把这些对象列入回收范围之中进行第二次回收。如果这次回收还是没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。在JDK1.2之后，提供了SoftReference类来实现软引用。
3. 弱引用 : 弱引用也是用来描述非必需对象的。但是它的强度要弱于软引用。被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾回收发生之前。当垃圾回收器开始进行工作时，无论当前内容是否够用，都会回收掉只被弱引用关联的对象。在JDK1.2之后提供了WeakReference类来实现弱引用。
4. 虚引用 : 虚引用也被称为幽灵引用或者幻影引用，它是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一个对象实例。为一个对象设置虚引用的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。在JDK1.2之后，提供了PhantomReference类来实现虚引用。

即使在可达性分析中不可达的对象，也并不是“非死不可”。这时它们暂时处在“缓刑”阶段，要判断它们是否覆写了finalize()方法或者finalize()方法已经被JVM调用过了。

如果发现不可达对象覆写了finalize()方法，并且finalize()方法是第一次被调用，则该对象可以逃脱死亡，但只可以逃脱这一次，到第二次发现该对象没有被使用，但它已经调用过finalize()方法了，所以该对象被判断“已死”，进行回收。

用图表示如下：

finalize()方法是对象逃脱死亡的最后一次机会。只能被执行1次。

我们可以通过一段代码来观察一下：

public class Test {
    public static Test test;
    public void isAlive() {
        System.out.println("I am alive :)");
    }
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("finalize method executed!");
        test = this;
    }
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        test = new Test();
        test = null;
        System.gc();
        Thread.sleep(500);
        if (test != null) {
            test.isAlive();
        }else {
            System.out.println("no,I am dead :(");
        }
// 下面代码与上面完全一致，但是此次自救失败
        test = null;
        System.gc();
        Thread.sleep(500);
        if (test != null) {
            test.isAlive();
        }else {
            System.out.println("no,I am dead :(");
        }
    }
}

回收方法区

方法区（永久代）的垃圾回收主要收集两部分内容：废弃常量和无用的类。

废弃常量：假如一个字符串“hello”已经进入了常量池中，但是没有任何一个String对象引用常量池的“hello”常量，也没有在其他地方引用这个字面量，这个字符串就是废弃处理。

无用的类：

1. 该类所有实例都已经被回收(即在Java堆中不存在任何该类的实例)
2. 加载该类的ClassLoader已经被回收
3. 该类对应的Class对象没有在任何其他地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法