JVM_GC
垃圾回收
可达性分析
从GC Roots向下追溯、搜索,会产生一个叫做Refrence Chain的链条。当一个对象不能和任何一个GC Root产生关系时,就会被回收。
如图所示,Obj5、Obj6、Obj7,由于不能和 GC Root 产生关联,发生 GC 时,就会被摧毁。
垃圾回收就是围绕着 GC Roots 去做的。同时,它也是很多内存泄露的根源,因为其他引用根本没有这样的权利。
那么,什么样的对象,才会是 GC Root 呢?这不在于它是什么样的对象,而在于它所处的位置。
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GC Roots 有哪些
GC Roots 是一组必须活跃的引用。用通俗的话来说,就是程序接下来通过直接引用或者间接引用,能够访问到的潜在被使用的对象。
GC Roots 包括:
- Java 线程中,当前所有正在被调用的方法的引用类型参数、局部变量、临时值等。也就是与我们栈帧相关的各种引用。
- 所有当前被加载的 Java 类。
- Java 类的引用类型静态变量。
- 运行时常量池里的引用类型常量(String 或 Class 类型)。
- JVM 内部数据结构的一些引用,比如 sun.jvm.hotspot.memory.Universe 类。
- 用于同步的监控对象,比如调用了对象的 wait() 方法。
- JNI handles,包括 global handles 和 local handles。
这些 GC Roots 大体可以分为三大类,下面这种说法更加好记一些:
活动线程相关的各种引用。
类的静态变量的引用。
JNI 引用。
注意
- 我们这里说的是活跃的引用,而不是对象,对象是不能作为 GC Roots 的。
- GC 过程是找出所有活对象,并把其余空间认定为“无用”;而不是找出所有死掉的对象,并回收它们占用的空间。所以,哪怕 JVM 的堆非常的大,基于 tracing 的 GC 方式,回收速度也会非常快。
引用计数算法(忽略)
当前主流的商用程序语言(Java、C#,上溯至前面提到的古老的Lisp)的内存管理子系统,都是 通过可达性分析(Reachability Analysis)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”(Reference Chain),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。
1 | /** |
能够找到 Reference Chain 的对象,就一定会存活么?
引用级别
将引用分为强引用(Strongly Re-ference)、软 引用(Soft Reference)、弱引用(Weak Reference)和虚引用(Phantom Reference)4种,这4种引用强 度依次逐渐减弱。
·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。
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JDK 1.2版之后提供了SoftReference类来实现软引用。
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5// 伪代码
Object object = new Object();
SoftReference<Object> softRef = new SoftReference(object);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。
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5// 伪代码
Object object = new Object();
WeakReference<Object> softRef = new WeakReference(object);虚引用也称为“幽灵引用”或者“幻影引用”,这是一种形同虚设的引用,在现实场景中用的不是很多。虚引用必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用。如果一个对象仅持有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,在任何时候都可能被垃圾回收。
虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。