java：如何判断对象已死以及关于强引用、软引用、弱引用、虚引用

我们都知道，JVM会清理掉堆中已经“死"了的对象，那么如何判断对象已死呢？
判断对象已死有两种方法：

• 引用计数法
• 可达性分析算法

(1) 引用计数法：
核心思想：
引用计数法就是给每个对象加上一个引用计数器，每当有一个地方引用这个对象时，计数器的值就会+1，每当有一个引用失效时，引用器的值就会 -1，任意时刻，当某个对象计数器的值为0时，就认为这个对象不能再被使用了，即对象已死。
引用计数法实现简单，效率也高，python就是采用这种算法，但其实引用计数法没办法解决对象的循环引用问题。看下面的例子：

// 代码中count1,count2分别是test1，test2的引用计数器
public class Test {
     
    private Object instance;
    private static int _1MB = 1024 * 1024;
    private static byte[] bigsize = new byte[2 * _1MB];
    public static void main(String[] args) {
     
        Test test1 = new Test(); // count1 ++
        Test test2 = new Test(); // count2++

        test1.instance = test2;  // count2++
        test2.instance = test1;  // count1++

        test1 = null; // count1--
        test2 = null; // count2--

        System.gc();
    }
}

从上面的日志中我们可以看到， 6506K为垃圾回收前占用的内存，784K为回收后的，若test1，test2还存活，根据定义的数组，他两应该至少还需要4M的内存，故test1和test2应该已经死了。而如果按照引用计数法那样计算的话，此时test1和test2的计数器值都还为1，应该活着，但结果却显示它们已经死了，这是因为我们Java中并没有采用此算法判断对象是否死亡，而是采用可达性分析算法。
(2) 可达性分析算法
核心思想：
以一系列的"GCRoots"作为起点，从这些起点往下搜索对象，这些搜索过的路径称为"引用链"，当一个对象与"GCRoots"间没有任何引用链相连时（从GCRoots到该对象不可达），我们就认为这个对象已经死了。
下图中，虽然object5~object7之间还彼此有联系，但它们与任何GCRoots之间都不相连了，因此JVM认为它们已经死了，即可以被回收了。

那么重点就是谁可以作为GCRoots，在java中我们有四种对象可以作为GCRoots：

• 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象
• 方法区中类的静态属性引用的对象
• 方法区中常量引用的对象
• 本地方法栈中(本地方法)引用的对象

  上述描述，都提到了一个词"引用"，在JDK1.2之前，Java中对引用的定义很传统，当一个引用类型内存放的数据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。一个对象在这种定义下，只有引用和未被引用两种状态。
  我们希望能描述这样一类对象：当内存空间还够时，对象能保存在内存中，当内存在垃圾回收之后空间还是紧张，就可以把这些对象抛弃。
  因此，在JDK1.2之后，Java对引用的概念做了扩充，将引用分为四类：强引用、软引用、弱引用、虚引用，这四种引用的引用强度依此递减。

• 强引用(Strong Reference)：强引用指的是代码中普遍存在的对象，类似于 Object obj = new Object();
  也就是所有通过new出来的对象都是强引用，如obj就是个强引用。
  在JVM中只要强引用对象还存在，垃圾回收器永远不会回收该对象实例，即便内存不够用，也不会回收。
• 软引用(Soft Reference)：软引用对象描述一些有用但不必要的对象。仅被软引用指向的对象，在系统内存即将溢出之前，所有软引用对象会被垃圾回收。若内存够用，这些内存会保留。JDK1.2之后提供Soft Reference来实现软引用。
• 弱引用(Weak Reference)：弱引用比软引用更差一点，仅被弱引用关联的对象最多只能生存到下一次GC之前。当垃圾回收器开始工作时，无论内存是否够用，都会回收掉仅被弱引用关联的对象。JDK1.2之后使用Weak Reference来实现弱引用。
• 虚引用(Phantom Reference)：虚引用也称为幽灵引用或幻影引用，是最弱的一种引用关系。一个关系是否有虚引用的存在完全不影响它的生存时间，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在这个对象被GC之前会收到一个系统通知。JDK1.2之后提供Phantom Reference来实现虚引用。

可以自己实现这四种引用：

public class Test {
     
    private Object instance;
    private static int _1MB = 1024*1024;
    private byte[] bigSize = new byte[2 * _1MB];
    public static void main(String[] args){
     
        Test test = new Test(); //test为强引用
        SoftReference softReference  = new SoftReference(test); //软引用 存活，内存大于2M故活着
         WeakReference softReference = new WeakReference(test);// 弱引用,第一次运行存活，二次	 									
        test = null;										//就死了
        System.gc(); //调用垃圾回收，把强引用置空，此时内存足够，软引用存活，将参数-Xmx调小，
    }			     // 但-Xmx要足够加载别的类信息，否则会OutOfMemory			
}

(3) 对象自我拯救
protected void finalize(）throws Throwable{ }
  在可达性分析算法中不可达的对象也并非"非死不可"，所有不可达的对象都处于一个"缓刑"阶段，要宣告一个对象的彻底死亡，还需要经历两次标记过程。
  若对象在可达性分析之后发现到GCRoots不可达，此对象会进行第一次标记并且进行一次筛选过程。筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()，当对象没有覆盖finalize()方法，或finalize()方法已经被JVM执行过了，JVM会将此对象彻底宣判死亡。
  若筛选成功，JVM会把此对象放入F-Queue(缓刑队列)，如果对象在finalize()自救成功(成功与任意GCRoots建立连接)，则对象会在第二次标记中被移除回收集合，成功存活。如果对象在finalize中仍然与GCRoots不可达，则宣告死亡。