JVM GC算法

在判断哪些内存需要回收和什么时候回收用到GC 算法，本文主要对GC 算法进行讲解。

JVM垃圾判定算法

常见的JVM垃圾判定算法包括：引用计数算法、可达性分析算法。

引用计数算法(Reference Counting)

引用计数算法是通过判断对象的引用数量来决定对象是否可以被回收。

给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1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。

优点：简单，高效，现在的objective-c用的就是这种算法。

缺点：很难处理循环引用，相互引用的两个对象则无法释放。因此目前主流的Java虚拟机都摒弃掉了这种算法。

举个简单的例子，对象objA和objB都有字段instance，赋值令objA.instance=objB及objB.instance=objA，除此之外，这两个对象没有任何引用，实际上这两个对象已经不可能再被访问，但是因为互相引用，导致它们的引用计数都不为0，因此引用计数算法无法通知GC收集器回收它们。

public class ReferenceCountingGC {
    public Object instance = null;

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

        objA = null;
        objB = null;

        System.gc();//GC
    }
}

运行结果

[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 3329K->744K(38400K)] 3329K->752K(125952K), 0.0341414 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.06 secs] 
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 744K->0K(38400K)] [ParOldGen: 8K->628K(87552K)] 752K->628K(125952K), [Metaspace: 3450K->3450K(1056768K)], 0.0060728 secs] [Times: user=0.05 sys=0.00, real=0.01 secs] 
Heap
 PSYoungGen      total 38400K, used 998K [0x00000000d5c00000, 0x00000000d8680000, 0x0000000100000000)
  eden space 33280K, 3% used [0x00000000d5c00000,0x00000000d5cf9b20,0x00000000d7c80000)
  from space 5120K, 0% used [0x00000000d7c80000,0x00000000d7c80000,0x00000000d8180000)
  to   space 5120K, 0% used [0x00000000d8180000,0x00000000d8180000,0x00000000d8680000)
 ParOldGen       total 87552K, used 628K [0x0000000081400000, 0x0000000086980000, 0x00000000d5c00000)
  object space 87552K, 0% used [0x0000000081400000,0x000000008149d2c8,0x0000000086980000)
 Metaspace       used 3469K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 381K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

Process finished with exit code 0

从运行结果看，GC日志中包含“3329K->744K”,意味着虚拟机并没有因为这两个对象互相引用就不回收它们，说明虚拟机不是通过引用技术算法来判断对象是否存活的。

可达性分析算法（根搜索算法）

可达性分析算法是通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收。

从GC Roots（每种具体实现对GC Roots有不同的定义）作为起点，向下搜索它们引用的对象，可以生成一棵引用树，树的节点视为可达对象，反之视为不可达。

在Java语言中，可以作为GC Roots的对象包括下面几种：

•虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用对象。
•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）的引用对象

真正标记以为对象为可回收状态至少要标记两次。

四种引用

强引用就是指在程序代码之中普遍存在的，类似"Object obj = new Object()"这类的引用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。

Object obj = new Object();

软引用是用来描述一些还有用但并非必需的对象，对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围进行第二次回收。如果这次回收还没有足够的内存，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。

Object obj = new Object();
SoftReference