第三章（一）GC入门

本篇主要讲述 JAVA与GC 、JAVA与引用 和JAVA对象回收流程 。

垃圾回收（Garbage Collection，GC），是为了更加充分的使用系统、提高系统并发瓶颈的一种技术。

JAVA与GC

Java中的GC发生在堆和方法区。

Java内存运行区域中的程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈这三个区域都是线程私有，随线程而生或灭。且其内存分配和回收具有确定性，所以不会考虑着三个区域。

而在GC时，我们需要知道哪些对象还活着，哪些已经死亡。一般有两类算法：引用计数器法和可达性分析算法。

• 引用计数器法：通过给对象添加一个计数器来统计对象被未失效引用的次数，为0则回收；实现简单，效率高；
• 可达性分析算法：所有的对象存在一棵多叉树中，多叉树的根为GC Roots，如果某个对象到GC Roots路径不可达，则判定回收。

在Java、C++等语言中，都是采用可达性分析算法，而JS等语言采用的是引用计数器法。Java采用可达性分析算法的原因是：引用计数器法对于Java对象之间的相互引用不能很好的处理。

JAVA中的引用

Java引用的扩充源于JDK1.2，分为以下四种：

• 强引用（Strong Reference）：类似“A a = new A()”之类的，只要强引用a还存在，new A()是永远不会被回收的。
• 软引用（Soft Reference）：有用但非必须的对象。在将要OOM，会将这些对象列入二次回收名单，在二次回收之后还是没有足够的内存才会抛出OOM。通过继承SoftReference来实现。
• 弱引用（Weak Reference）：非必须对象。无论内存是否足够，在一次GC时被强制回收。通过继承WeakReference来实现。
• 虚引用（Phantom Reference）：也叫幽灵引用或幻影引用，最弱的一种关系。虚引用对象不可获取实例。为对象设置虚引用的唯一目的是在该对象GC时会收到一个系统通知。通过继承PhantomReference来实现。

JAVA中的回收流程

回收流程.png

如图，JAVA回收流程图，关于图中几个知识点说一下：

• finalize筛选：判断该对象是否有必要执行finalize()方法。判断条件：1)是否重写finalize()方法；2）其finalize()方法是否被JVM调用过。满足任何一个，判断回收，即没有必要执行finalize()。
• finalize()方法只会被执行一次。第二次时会跳过。

Tips：尽量不要使用finalize()，其代价高，不确定性，且无法保证执行顺序。finalize()是为了让C/C++程序员转型而生的。finalize()能做的，try-finally都可以做，且做的更好，更可控。

方法区的回收

之所以在这里写方法区的回收，是因为该部分的回收重要也不重要。重要是因为该部分也会导致OOM，不重要是因为该区域被称为永久代，OOM异常一般情况下不常见。

该部分回收主要有两部分内容：废弃常量和无用的类。

常量池在JDK7+移入堆中。常量的回收比较简单，如果没有任何String对象引用到该常量，且此时发生GC，则回收该常量。
类的回收比较苛刻，需要同时满足一下条件，才算是“无用的类”：

• 该类所有实例都被回收，即Java堆中不存在该类的任何实例；
• 加载该类的ClassLoader已被回收；
• 该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

在满足上述3个条件后，虚拟机才 可以 对无用的类进行回收（此回收并不是必然的）。
相关HotSpot参数：
//TODO:需要查询参数意义以及使用
-Xnoclassgc是否对类进行回收
-verbose:class
-XX:+TraceClassLoading
-XX:+TraceClassUnLoading

方法区具备类卸载功能的场景：

• 大量使用反射、动态代理、CGLib等技术；
• 动态生成JSP；
• OSGi这类频繁自定义ClassLoader的场景。