1.1 引用计数算法
基本思想:
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:
引用计数算法的实现简单,判定效率也很高,在大部分情况下它都是一个不错的选择。
缺点:
Java虚拟机并没有选择这种算法来进行垃圾回收,主要原因是它很难解决对象之间的相互循环引用问题。
1.2 可达性分析算法
基本思想:
通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点,从这些起始点开始向下搜索,所走过的路径称为引用链,如果一个对象到GC Roots没有任何引用链,那么这个对象是不可用的,就是说,程序中没有谁引用了这个对象,所以可以说从根节点到叶子结点是不可达的。
可达性分析算法判定对象是否可回收
在Java语言中,以下对象可作为GC Roots对象:
- 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)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(也就是native本地方法)引用的对象。
1.3 对象finalize()方法的自我拯救
注意,即使在可达性分析算法中判定为可回收的对象(不可达),也并非是“非死不可”的。
原因在于要宣告一个对象的死亡,需要两次标记,如果一个对象没有与GC Roots结点相连,就会被第一次标记,并且进行一次筛选:此对象是否有必要执行finalize()方法。如果对象没有覆盖finalize()方法,或者该方法已经被JVM调用过了,则“没有必要执行”finalize()方法。如果对象覆盖了finalize方法,并且在finalize方法中与某个对象建立了引用关系例如把this关键字(自己)赋值给某个类变量或者对象的成员变量(GC Roots),那么第二次标记会失败,那么这个对象就会被移出“即将回收”的对象列表,移出之后这个对象就“活”了下来,如果在finalize方法中这个对象仍然没有与一个对象建立引用关系,那么这个对象就真正死亡了。
1.4 再谈引用
在JDK 1.2之后,Java对引用的概念进行了扩充,将引用分为强引用(Strong Reference)、软引用(Soft Reference)、弱引用(Weak Reference)、虚引用(Phantom Reference)4种,这4种引用强度依次逐渐减弱。
- 强引用: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。
- 软引用: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之中进行第二次回收。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JDK 1.2之后,提供了SoftReference类来实现软引用。
- 弱引用:用来描述非必需对象的,但是它的强度比软引用更弱一些,被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时,无论当前内存是否足够,都会回收掉只被弱引用关联的对象。在JDK 1.2之后,提供了WeakReference类来实现弱引用。
- 虚引用: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关联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JDK 1.2之后,提供了PhantomReference类来实现虚引用。
1.5 回收方法区
Java的内存回收主要是在方法区和Java堆中,Java堆中的新生代,因为新生代的存活时间比较短,所以对新生代进行垃圾回收的空间比较大,但是方法区中的永久代则由于可能存活时间较长,所以下一次的垃圾回收回收该对象的可能性没有新生代那么大。所以对永久代的回收效率会大打折扣。但是这部分对象仍然是需要回收。
永久代的垃圾回收包括两部分:废弃常量和无用的类
废弃常量的回收比较好理解,因为只要没有任何对象引用常量池中的某个对象,那么这个对象就会被回收。前面说的是非常量池中的对象,废弃常量回收的是运行时常量池中的对象,所以只需要一次标记就好。
无用的类回收需要满足以下三个条件才可以宣判一个类的“死刑”:
- 该类的所有实例都已经被回收,也就是Java堆中不存在该类的实例
- 加载该类的ClassLoader已经被回收
- 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
注意上面的“可以”而非“必然”。与对象的回收不同,是否需要对类进行回收,需要设置相关的参数才行。
在大量使用反射、动态代理、CGLib等ByteCode框架、动态生成JSP以及OSGi这类频繁自定义ClassLoader的场景都需要虚拟机具备类卸载的功能,以保证永久代不会溢出。
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