3、判断对象是否存活

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1. 判断方式与方法

垃圾收集器对 Java堆里的对象 是否进行回收的判断准则：

Java对象是存活 or 死亡：判断对象为死亡才会进行回收

在Java虚拟机中，判断对象是否存活有2种方法：

  • 引用计数法
  • 引用链法（可达性分析法）

1.1. 引用计数法

方法描述

给 Java 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 +1；引用失效则 -1；

判断对象存活准则

当计数器不为 0 时，判断该对象存活；否则判断为死亡（计数器 = 0）。

优点

实现简单、判断高效

缺点

无法解决对象间相互循环引用的问题 : 即该算法存在判断逻辑的漏洞

背景

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// 对象objA 和 objB 都有字段 name
// 两个对象相互进行引用，除此之外这两个人对象没有任何引用
objA.name = objB；
objB.name = objA；

问题

实际上这两个对象已经不可能再被访问，应该要被垃圾收集器进行回收

但因为他们相互引用，所以导致计数器不为0，这导致引用计数算法无法通知垃圾收集器回收该两个对象

++正由于该算法存在判断逻辑漏洞，所以Java虚拟机没有采用该算法判断Java是否存活++。

2.2、引用链法（可达性分析法）

很多主流商用语言（如Java、C#）都采用引用链法判断Java对象是否存活。

含3个步骤：

  1. 可达性分
  2. 析第一次标记 & 筛选
  3. 第二次标记 & 筛选

2.2.1 可达性分析

方法描述

将一系列的 GC Roots 对象作为起点，从这些起点开始向下搜索。

可作为 GC Root 的对象有：

  • Java虚拟机栈（栈帧的本地变量表）中引用的对象
  • 本地方法栈 中 JNI引用对象
  • 方法区 中常量、类静态属性引用的对象

Java 进行GC的时候会从GC root进行可达性判断，常见的GC Root有如下：

  1. Class - 由系统类加载器(system class loader)加载的对象，这些类是不能够被回收的，他们可以以静态字段的方式保存持有其它对象。我们需要注意的一点就是，通过用户自定义的类加载器加载的类，除非相应的java.lang.Class实例以其它的某种（或多种）方式成为roots，否则它们并不是roots，.
  2. Thread - 活着的线程
  3. Stack Local - Java方法的local变量或参数
  4. JNI Local - JNI方法的local变量或参数
  5. JNI Global - 全局JNI引用
  6. Monitor Used - 用于同步的监控对象
  7. Held by JVM - 用于JVM特殊目的由GC保留的对象，但实际上这个与JVM的实现是有关的。可能已知的一些类型是：系统类加载器、一些JVM知道的重要的异常类、一些用于处理异常的预分配对象以及一些自定义的类加载器等。然而，JVM并没有为这些对象提供其它的信息，因此需要去确定哪些是属于”JVM持有”的了。

向下搜索的路径 = 引用链

判断对象是否可达标准

当一个对象到 GC Roots没有任何引用链相连时，则判断该对象不可达，比如上图右边的形式。

没有任何引用链相连 = GC Root到对象不可达 = 对象不可用

注意：Java9中已经明确弃用了finalize方法

为什么呢？简单说，你无法保证finalize什么时候执行，执行的是否符合预期。使用不当会影响 性能，导致程序死锁、挂起等。千万不要指望 finalize 去承担资源释放的主要职责，多让finalize作为后的“守门员”（也就是如下的行为两次标记筛选）

++可达性分析 仅仅只是判断对象是否可达，但还不足以判断对象是否存活 / 死亡，++
当在 可达性分析 中判断不可达的对象，只是“被判刑” = 还没真正死亡
不可达对象会被放在”即将回收“的集合里。

要判断一个对象真正死亡，还需要经历两个阶段：

第一次标记 & 筛选 finalize方法存在

第二次标记 & 筛选

2.2.2 第一次标记 & 筛选

对象在可达性分析中被判断为不可达后，会被第一次标记 & 准备被筛选

方法描述

  1. 不筛选：继续留在 ”即将回收“的集合里，等待回收；
  2. 筛选：从 ”即将回收“的集合取出

筛选标准

  • 该对象是否有必要执行 finalize()方法
  • 若有必要执行（人为设置），则筛选出来，进入下一阶段（第二次标记 & 筛选）；
  • 若没必要执行，判断该对象死亡，不筛选 并等待回收
  • 当对象无 finalize()方法 或 finalize()已被虚拟机调用过，则视为“没必要执行”

2.2.3 第二次标记 & 筛选

当对象经过了第一次的标记 & 筛选，会被进行第二次标记 & 准备被进行 筛选

方法描述

该对象会被放到一个 F-Queue 队列中，并由 虚拟机自动建立、优先级低的Finalizer 线程去执行 队列中该对象的finalize()，finalize()只会被执行一次，但并不承诺等待finalize()运行结束。这是为了防止 finalize()执行缓慢 / 停止 使得 F-Queue队列其他对象永久等待。

筛选标准

在执行finalize()过程中，若对象依然没与引用链上的GC Roots直接关联或间接关联（即关联上与GC Roots 关联的对象），那么该对象将被判断死亡，不筛选（留在”即将回收“集合里）并等待回收

3、引用相关

不管是引用计数还是可达性分析，都和引用有关。 Java中引用包括：

1、强引用

最普遍的引用，只要强引用存在，对象肯定不会被回收。

++obj就是强引用。通过关键字new 创建的对象所关联的引用就是强引用++。 当JVM内存空间不足，JVM宁愿抛出OutOfMemory Error运行时错误（OOM），使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的“存活”对 象来解决内存不足的问题。对于一个普通的对象，如果没有其他的引用关系，只要超过了引 用的作用域或者显式地将相应（强）引用赋值为 null，就是可以被垃圾收集的了，具体回收 时机还是要看垃圾收集策略。

2、软引用

描述有用但并非必需的对象，当内存不足时，就会回收这些对象。Java中提供SoftReference类。 一般用于内存敏感的高速缓存中。

图片缓存框架中，“内存缓存”中的图片是以这种引用来保存，使得JVM在发生 OOM之前，可以回收这部分缓存

3、弱引用

描述非必需对象，强度比软引用更弱。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。Java中提供WeakReference类。

在静态内部类中，经常会使用虚引用。例如，一个类发送网络请求，承担callbac k的静态内部类，则常以虚引用的方式来保存外部类(宿主类)的引用，当外部类需要被JVM回 收时，不会因为网络请求没有及时回来，导致外部类不能被回收，引起内存泄漏

4、虚引用

又称幽灵引用或幻影引用，最弱的一种引用关系。虚引用对对象的生命周期不会有任何影响，不能通过虚引用取得对象的实例。唯一的目的是，设置虚引用的对象在被回收时会收到

应用场景：可用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动，当一个虚引用关联的对象被垃圾收集 器回收之前会收到一条系统通知。

这种引用的get()方法返回总是null，所以，可以想象，在平常的项目开发肯定 用的少。但是根据这种引用的特点，我想可以通过监控这类引用，来进行一些垃圾清理的动作。可以参考jdk内部cleaner使用