【深入Java虚拟机JVM 07】JVM如何判断对象已死

说明：文章所有内容均摘自《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第二版）》

 

 

在堆里面存放着Java世界中几乎所有的对象实例，垃圾收集器在对堆进行回收前，第一件事情就是要确定这些对象之中哪些还“存活”着，哪些已经“死去”（即不可能再被任何途径使用的对象）。

 

1　引用计数算法

很多教科书判断对象是否存活的算法是这样的：给对象中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；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。作者面试过很多的应届生和一些有多年工作经验的开发人员，他们对于这个问题给予的都是这个答案。

客观地说，引用计数算法（Reference Counting）的实现简单，判定效率也很高，在大部分情况下它都是一个不错的算法，也有一些比较著名的应用案例，例如微软公司的COM（Component Object Model）技术、使用ActionScript 3的FlashPlayer、Python语言和在游戏脚本领域被广泛应用的Squirrel中都使用了引用计数算法进行内存管理。但是，至少主流的Java虚拟机里面没有选用引用计数算法来管理内存，其中最主要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。

举个简单的例子，请看代码清单3-1中的testGC（）方法：对象objA和objB都有字段instance，赋值令objA.instance=objB及objB.instance=objA，除此之外，这两个对象再无任何引用，实际上这两个对象已经不可能再被访问，但是它们因为互相引用着对方，导致它们的引用计数都不为0，于是引用计数算法无法通知GC收集器回收它们。

/**
 *testGC（）方法执行后，objA和objB会不会被GC呢？
 *@author zzm
 */
public class ReferenceCountingGC{
    public Object instance=null；
    private static final int_1MB=1024*1024；
    /**
     *这个成员属性的唯一意义就是占点内存，以便能在GC日志中看清楚是否被回收过
     */
    private byte[]bigSize=new byte[2*_1MB]；
    public static void testGC（）{
        ReferenceCountingGC objA=new ReferenceCountingGC（）；
        ReferenceCountingGC objB=new ReferenceCountingGC（）；
        objA.instance=objB；
        objB.instance=objA；
        objA=null；
        objB=null；
//假设在这行发生GC,objA和objB是否能被回收？
        System.gc（）；
    }
}


//运行结果
[Full GC（System）[Tenured：0 K-＞210K（10240K），0.0149142secs]4603K-＞210K（19456K），[Perm：2999K-＞
2999K（21248K）]，0.0150007 secs][Times：user=0.01 sys=0.00，real=0.02 secs]
Heap
def new generation total 9216K,used 82K[0x00000000055e0000，0x0000000005fe0000，0x0000000005fe0000）
Eden space 8192K，1%used[0x00000000055e0000，0x00000000055f4850，0x0000000005de0000）
from space 1024K，0%used[0x0000000005de0000，0x0000000005de0000，0x0000000005ee0000）
to space 1024K，0%used[0x0000000005ee0000，0x0000000005ee0000，0x0000000005fe0000）
tenured generation total 10240K,used 210K[0x0000000005fe0000，0x00000000069e0000，0x00000000069e0000）
the space 10240K，2%used[0x0000000005fe0000，0x0000000006014a18，0x0000000006014c00，0x00000000069e0000）
compacting perm gen total 21248K,used 3016K[0x00000000069e0000，0x0000000007ea0000，0x000000000bde0000）
the space 21248K，14%used[0x00000000069e0000，0x0000000006cd2398，0x0000000006cd2400，0x0000000007ea0000）
No shared spaces configured.

从运行结果中可以清楚看到，GC日志中包含“4603K-＞210K”，意味着虚拟机并没有因为这两个对象互相引用就不回收它们，这也从侧面说明虚拟机并不是通过引用计数算法来判断对象是否存活的。

 

2.　可达性分析算法

在主流的商用程序语言（Java、C#，甚至包括前面提到的古老的Lisp）的主流实现中，都是称通过可达性分析（Reachability Analysis）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的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链（Reference  Chain），当一个对象到GC  Roots没有任何引用链相连（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用的。如图3-1所示，对象object 5、object 6、object 7虽然互相有关联，但是它们到GC Roots是不可达的，所以它们将会被判定为是可回收的对象。

在Java语言中，可作为GC Roots的对象包括下面几种：

• 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。
• 方法区中常量引用的对象。
• 本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象。