Java垃圾回收——对象已死?

5 阅读4分钟

一、对象存活算法

可达性分析算法

当前主流的商用程序语言的内存管理子系统,都是通过可达性分析算法来判定对象是否存活的。

1.1 基本思路

通过一系列成为“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”。如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连(或者说从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,将会被判定为可回收的对象。

1.2 GC Roots

在Java技术体系里面,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(String Table)里的引用。
  • 所有被同步锁(synchronized)持有的对象。
  • 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。
  • 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。

二、引用

在JDK 1.2版之后,Java对引用的概念进行了扩充,将引用分为强引用、软引用、弱引用、虚引用这4种,引用强度依次逐渐减弱。

2.1 强引用

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,即类似“Object obj = new Object()”这种引用关系。无论任何情况下,只要强应用关系还存在,垃圾收集器就永远不会回收掉被引用的对象。

2.2 软引用

软引用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JDK 1.2 版之后提供了SoftReference类来实现软引用。

2.3 弱引用

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生为止。当垃圾收集器开始工作,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JDK 1.2 版之后提供了WeakReference类来实现弱引用。

2.4 虚引用

虚引用也称为“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JDK 1.2 版之后提供了PhantomReference类来实现虚引用。

三、标记死亡

要真正宣告一个对象死亡,最多会经历两次标记过程:

  1. 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。
  2. 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。如果对象没有覆盖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”,那么此对象将被回收。
  3. 如果此对象被判定为有必要执行finalize()方法,那么该对象将会被放置在一个为F-Queue的队列之中,并在稍后执行它的finalize()方法。如果对象在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,那么第二次标记时它将被移出“即将回收”集合;否则此对象将被回收。

对象的finalize()方法只会被系统自动调用一次。