垃圾回收器在对堆进行回收前,第一件事情就是要确定这些对象之中哪些还“存活”着,哪些已经“死去”[即已经不可能再被使用的对象]
引用计数算法
给对象添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器的值就+1;当引用失效时,值就-1;任何时刻技术器为0的对象就是不能再被使用的。
引用计数器算法的实现非常简单,判定效率也很高,在大部分情况下它都是一个不错的算法,也有一些比较著名的应用案例,例如微软公司的COM技术。但是,至少主流Java虚拟机里面没有选用引用计数器算法来管理内存,其中最重要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。
代码
public class ReferenceCountingGC {
public Object instance = null;
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
private byte[] bigSize = new byte[2 * _1MB];
public static void testGC() {
ReferenceCountingGC objA = new ReferenceCountingGC();
ReferenceCountingGC objB = new ReferenceCountingGC();
objA.instance = objB;
objB.instance = objA;
objA = null;
objB = null;
//假设在这行发生GC, objA和objB是否能被回收
System.gc();
}
}
如果是引用计数器算法,虽然这里的两个对象都已经不能被访问,但是因为他们互相引用着对方,导致他们的引用计数都不为0,于是引用计数算法无法通知GC收集器回收他们。
可达性分析算法
在主流的商用程序语言[java,C#]的主流实现中都是通过可达性分析来判定对象是否存在的。这个算法的基本思路就是通过一系列的成为”GC Roots”的对象作为起始点,从这些结点开始向下搜索,搜索所经过的路径成为“引用链”,当一个对象到GC Roots没有任何引用链时,则证明此对象是不可用的。
在Java语言中, 可作为GC Roots的对象包括下面几种:
虚拟机栈中引用的对象
方法区中类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JNI[即一般说的Native]引用的对象
再谈引用
无论是通过引用计数算法还是通过可达性分析算法判断对象是否存活,都与“引用有关”
在JDK1.2之后,Java对引用的概念进行了补充,将引用分为“强引用”, ”软引用” , “弱引用”, “虚引用”。
强引用就是指在程序代码中普遍存在的,类似Object o = new Object();这类的引用,只要强引用还在,垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
软引用就是用来描述一些还有用但并非必须的对象。对于软引用关联着的对象,在系统将要发生内存溢出之前,将会把这些对象列进回收范围之中进行第二此回收。如果这次回收还没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。
弱引用是用来描述非必需对象的,但是它的强度比软引用更弱,被弱引用关联的对象只能生存到下一个垃圾收集发生之前。
虚引用也成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,也无法通过虚引用取得对象的实例。使用它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。
生存还是死亡
假设在可达性分析算法中某个对象不可达,它也并非”非死不可”。如果这个对象覆盖了finalize()方法且这个方法没有被JVM调用过,则JVM会执行finalize()方法。这时你可以在这个方法中重新使某个引用指向该对象。当然,finalize()方法只能救它一次。
回收方法区
方法区的垃圾收集主要回收两部分内容:
废弃常量
无用的类
回收废弃常量与回收Java堆中的对象非常相似。以常量池中的字面量的回收为例,例如一个字符串“abc”已经进入了常量池中,但是当前系统没有任何一个String对象引用常量池中的“abc”常量,也没有其他地方引用了这个字面量,如果这时发生内存回收,而且必要的话,这个“abc”常量就会被系统清理出常量池。常量池中的其它类、接口、方法、字段的符号引用也与此类似。
判定一个类是否是“无用的类”的条件苛刻许多。需要同时满足下面的三个条件
该类的所有实例已经被回收,也就是Java堆中不存在该类的任何实例
加载该类的ClassLoader已经被回收
该类对应的class对象已经被回收,无法在任何地方通过反射访问到该类的方法