对象存活判断

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对象是否存活判断

gc工作中非常重要的一步就是对象是否存活判断，因为只有“死去”(没有被引用的)对象才能被回收。

其中常见的对象存活判断的方法有两种：1.引用计数法 2.可达性分析算法

引用计数法 (Reference Counting)

给对象添加一个引用计数器。每当有一个地方对它进行引用的时候，引用计数器的值+1；当引用失效时，引用计数器的值-1。因此当对象引用计数器的值为0的时候，表明对象没有被引用，可以进行回收。

引用计数法的缺陷：不能解决循环引用的问题。

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objA.instance = objB
objB.instance = objA
  • 如上述代码所示，实际上objA、objB两个对象不可能被访问到了，但是它们相互引用着对象，导致各自的引用计数器的值不为0。于是引用计数器无法通知垃圾收集器回收它们。

可达性分析算法 (Reachability Analysis)

可达性分析算法的思路是通过一些被称为”GC Root”的对象为起点， 从这些节点开始向下搜索，搜索走过的路径称为引用链（Reference Chain）。当一个对象与GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可以被访问的。

在Java语言中，GC Roots对象通常包含以下几种：

  • 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
  • 方法区中常量的引用对象
  • 本地方法栈中JNI引用的对象

可达性分析算法的补充

JDK1.2之前，Java中的引用的定义很传统：如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用。这种定义很纯粹，但是太过狭隘，一个对象在这种定义下只有被引用或者没有被引用两种状态。我们还希望能描述这样一类对象：当内存空间还足够时，则保留在内存中；如果内存空间在进行垃圾收集后还是非常紧张，则可以抛弃这些对象。

JDK1.2之后，Java对引用的概念进行了扩充，将引用分为：

  • 强引用（Strong Reference）： 类似Object obj = new Object(); 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（Soft Reference）：用来描述一些还有用但并非必须的对象。
  • 弱引用（Week Reference）：被软引用引用的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。
  • 虚引用（Phanotom Reference）：最弱的引用关系，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获取一个对象的实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的是能在这个对象被垃圾收集器回收时收到一个系统通知。

即使在可达性分析算法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的，要宣告对象的死亡。至少要经历两次标记的过程。

  • 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并且进行一次筛选，筛选的条件是对象是否有必要执行finalize()方法。当对象没有覆盖finalize()方法，或者finalize()方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”。
  • 如果这个对象被判定有必要执行finalize()方法，那么这个对象将会放置在一个叫做F-Queue的队列之中，并且稍后由一个虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程去执行它。这里所谓的“执行”是指虚拟机会触发这个方法，但并不承诺等待它结束运行，这样做的原因是，如果一个对象在finalize()方法中执行缓慢，或者发生了死循环，将很可能导致F-Queue队列中其他对象永远处于等待，甚至导致整个内存回收系统崩溃。finalize()方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会，稍后GC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)赋值给某个变量或者对象的成员变量，那在第二次标记时它将被移除“即将回收”的集合；如果对象这时候还没有逃脱，那基本上它就真的被回收了。

reference

  • 《深入理解Java虚拟机——JVM高级特性与最佳实践(第2版)》