引用计数算法和可达性分析算法

引用计数算法

很多教科书判断对象是否存活的算法是这样的：在对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加一；当引用失效时，计数器值就减一；任何时刻计数器值为零的对象就是不可能再被使用的。
客观地说，引用计数算法虽然占用了一些额外的内存空间来进行计数，但它的原理简单，判定效率也很高，在大多数情况下是一个不错的算法。但是，在JAVA领域，至少主流的JAVA虚拟机没有选用计数算法来管理内存，主要原因是：这个看似简单的算法有很多例外情况要考虑，必须要配合大量额外处理才能保证正确地工作，譬如单纯的引用计数就很难解决对象之间循环依赖的问题。

package org.jake;

public class ReferenceCountingGC {
    private Object instance = null;

    /**
     * 这个成员属性唯一意义就是占点内存，以便能在gc日志中详细看到是否回收过
     */
    private byte[] bigSize = new byte[2 * 1024 * 1024];

    private static void testGC() {
        ReferenceCountingGC a = new ReferenceCountingGC();
        ReferenceCountingGC b = new ReferenceCountingGC();
        a.instance = b;
        b.instance = a;
        a = null;
        b = null;

        System.gc();
    }

    public static void main(String[] args) {
        testGC();
    }
}

程序输出结果：

从运行结果可以看到垃圾回收的过程，意味着虚拟机并没有因为这两个对象互相引用就放弃回收它们，这也从侧面说明了JAVA虚拟机并不是通过引用计数法来判断对象是否存活的。

可达性分析算法

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程称为“引用链”，如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连，或者用图论到话来说就是从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。
在JAVA体系里面，固定可作为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，譬如当前正在运行的方法所使用到的参数、局部变量、临时变量等。
在方法区中类静态属性引用的对象，譬如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、OOM）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。

摘自：《深入理解JAVA虚拟机》第三版