虚拟机是如何判断一个对象是否可以被回收?主要是使用以下两种方法。

引用计数器算法


给对象添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器值就加1;当引用失效时,计数器值就减1;任何时刻计数器值为0的对象就是不可能再被使用的。

优点:实现简单,判定效率高。
缺点:难以解决对象之间互相循环引用的问题。

可达性分析算法


通过一系列成为 GC Root 的对象作为起点,从这些节点开始往下搜索,搜索所走过的路径称为引用链,当一个对象到 GC Root 没有任何引用链相连时,则证明此对象是可以被回收的。当前 HotSpot 虚拟机就是使用的这个算法。

在Java语言中,可作为 GC Root 的对象包括以下几种:

  • 虚拟机栈中引用的对象。
  • 方法区中类静态属性引用的对象。
  • 方法区中常量引用的对象。
  • 本地方法栈中 JNI 引用的对象

从 Java1.2 开始 Java 引用分为以下四种:

  • 强引用:在程序代码之中普遍存在的,类似 Object obj = new Object() 这类的引用。只要强引用还在,垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
  • 软引用:用来描述一些还有用但非必须的对象。对于软引用关联的对象,在系统将要发生溢出异常之前,将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。JDK1.2后使用 SoftReference 类来实现软引用。

例如:SoftReference obj = new SoftReference(new Object())

  • 弱引用:也是用来描述非必须对象的,强度比软引用更弱。垃圾收集器工作时,无论当前内存是否足够,都会回收弱引用对象。JDK1.2后使用 WeakReference 类来实现弱引用。

例如:WeakReference obj = new WeakReference(new Object())

  • 虚引用:虚引用不会对对象的生存时间构成影响,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的唯一目的是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。JDK1.2后使用PhantomReference 类来实现虚引用。

回收对象


要宣告一个对象的真正死亡,至少要经历两次标记过程:如果对象在进行可达性分析后发现没有与 GC root 相连接的引用连,那它将会被第一次标记并且进行第一次筛选,筛选的条件是此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为有必要执行 finalize() 方法,那么这个对象会被放置在一个叫做 F-Queue 的队列之中,并在稍后由一个由虚拟机自动建立的、低优先级的 Finalizer 线程去执行它。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-只需要重新与引用脸上的任何一个对象关联即可,那在第二次标记时它将被移除出“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。

总的来说,就是对象有1次拯救自己,避免被回收的机会,就是在 finalize() 方法里面将自己和 GC Root 重新建立链接。这样就会避免自己被回收。

回收方法区


虚拟机规范中不要求必须在方法区实现垃圾收集。方法区垃圾收集的效率也比较低。主要回收以下两部分内容:

  • 废弃常量:常量池中的类(接口)、方法、字段的符号引用如果这些对象没有被引用,发生内存回收的时候,而且有必要的话,这些对象就会被回收。
  • 无用的类:要同时满足下面3个条件类才能被判定为“无用的类”
    1. 该类所有的实例都已经被回收,也就是Java堆中不存在该类的任何实例
    2. 加载该类的 ClassLoader 已经被回收
    3. 该类对应的 java.lang.class 对象没有在任何地方被引用,无法再任何地方通过反射访问该类的方法