一、引用计数算法

Java虚拟机并不是通过引用计数算法来判断对象是否存活的

二、可达性分析算法（Reachability Analysis）

当前主流的商用程序语言（Java、C#）的内存管理子系统，都是通过可达性分析算法来判定对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列称为“GC Roots”的根对象作为起始节点集，从这些节点开始，根据引用关系向下搜索，搜索过程所走过的路径称为“引用链（ReferenceChain）”，如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连，或者用图论的话来说就是从GC Roots 到这个对象不可达时，则证明此对象是不可能再被使用的

可达性算法思路.png

在Java技术体系里面，固定可以作为 GC Roots 的对象包括以下几种

• 在虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象，如：各个线程被调用的方法堆栈中使用到的参数、局部变量、临时变量等
• 在方法区中类静态属性引用的对象，如：Java类的引用类型静态变量
• 在方法区中常量引用的对象，譬如字符串常量池（String Table）里的引用
• 在本地方法栈中JNI（即通常所说的Native方法）引用的对象
• Java虚拟机内部的引用，如基本数据类型对应的Class对象，一些常驻的异常对象（比如NullPointException、OutOfMemoryError）等，还有系统类加载器
• 所有被同步锁（synchronized关键字）持有的对象
• 反映Java虚拟机内部情况的JMXBean、JVMTI中注册的回调、本地代码缓存等

三、引用

无论是通过引用计数算法判断对象的引用数量，还是通过可达性分析算法判断对象是否引用链可达，判断对象是否存活都和 “引用” 离不开关系。在JDK1.2版之前，Java里面的引用是很传统的定义：如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的额起始地址，就成该reference数据是代表某块内存、某个对象的引用。这种定义并没有什么不对，只是现在看来有些过于狭隘了，一个对象在这种定义下只有 “被引用” 或者 “未被引用” 两种状态，对于描述一些 “食之无味，弃之可惜”的对象就显得无能为力。譬如我们希望能描述一类对象：当内存空间还足够时，能保留在内存之中，如果内存空间在进行垃圾收集后仍然非常紧张，那就可以抛弃这些对象——很多系统的缓存功能都符号这样的引用场景。

1、JDK1.2之后，Java引用

• 强引用（Strongly Reference）
• 软引用（Soft Reference）
• 弱引用（Weak Reference）
• 虚引用（Phantom Reference）
• 这4种引用强度依次逐渐减弱

2、强引用（Strongly Reference）

强引用是最传统的“引用”的定义，是指在程序代码之中普遍存在的引用赋值。无论任何情况下，只要强引用关系还存在，垃圾收集器就永远不会回收掉被引用的对象

// 强引用
Object obj = new Object()

3、软引用（Soft Reference）

软引用是用来描述一些还有用，但非必须的对象。只被软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常前，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JDK1.2之后提供了 SoftReference 类 来实现软引用

4、弱引用（Weak Reference）

弱引用也是用来描述那些非必须对象，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送为止。当垃圾收集开始工作，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JDK1.2之后提供了WeakReference类 来实现弱引用

5、虚引用（Phantom Reference）

虚引用也称为 “虚灵引用” 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只是为了能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。在JDK1.2之后提供了PhantomReference类 来实现虚引用

四、生存还是死亡

• 即使在可达性分析算法中判定为不可达的对象，也不是“非死不可”的，这时候它们暂时还处于“缓刑”阶段，要真正宣告一个对象死亡，至少要经历两次标记过程：如果对象在进行可达性分析后发现没有与GC Roots相连接的引用链，那它将会被第一次标记，随后进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行 finalize() 方法。假如对象没有覆盖 finalize() 方法，或者 finalize()方法已经被虚拟机调用过，那么虚拟机将这两种情况都视为 “没有必要执行”。
• finalize()方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会，稍后收集器将对F-Queue中的对象进行第二次小规模的标记，如果对象要在 finalize() 中成功拯救自己——只要重新与引用链上的任何一个对象建立关联即可，譬如把自己（this关键字）赋值给某个类变量或者对象的成员变量，那在第二次标记时它将被移出 “即将回收” 的集合；如果对象这时候还没有逃脱，那基本上它就真的要被回收了
• finalize()如今已被官方明确声明为不推荐使用的语法

五、回收方法区

1、方法区的垃圾收集主要回收两部分内容

• 废弃的常量
• 不再使用的类型

2、判定一个类型是否属于“不再被使用的类”比较苛刻了。需要同时满足下面三个条件

• 1、该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类及其任何派生子类的实例
• 2、加载该类的类加载器已经被回收，这个条件除非是经过精心设计的可替换类加载器的场景，如OSGI、JSP的重加载等，否则通常是很难达成的
• 3、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
• Java虚拟机被允许对满足上述三个条件的无用类进行回收，这里说的仅仅是 “被允许”，而并不是和对象一样，没有引用了就必然会回收。