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深入理解Java虚拟机笔记---判断对象是否存活

堆中几乎存放着Java世界中所有的对象实例,垃圾收集器在对堆回收之前,第一件事情就是要确定这些对象哪些还“存活”着,哪些对象已经“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,计数器值加1;当引用失效时,计数器减1;任何时刻计数器都为0的对象就是不可能再被使用的。

引用计数算法(Reference Counting)的实现简单,判断效率也很高,在大部分情况下它都是一个不错的算法。但是Java语言中没有选用引用计数算法来管理内存,其中最主要的一个原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。

例如:在testGC()方法中,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,实际上这两个对象都已经不能再被访问,但是它们因为相互引用着对象方,异常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。

public class ReferenceCountingGC {
    public Object instance = null;
    private static final int _1MB = 1024 *1024;
    /**
     * 只是为了占点内存
     */
    private byte[] bigSize = new byte[2 * _1MB];

    public static void main(String[] args) {
        ReferenceCountingGC objA = new ReferenceCountingGC();
        ReferenceCountingGC objB = new ReferenceCountingGC();
        objA.instance = objB;
        objB.instance = objA;

        objA = null;
        objB = null;

        //假设在这里发生GC,那么objA与objB是否会被回收
        System.gc();



    }
}

运行结果为:

[GC [DefNew: 234K->64K(960K), 0.0009447 secs][Tenured: 2125K->2189K(4096K), 0.0048757 secs] 2282K->2189K(5056K), [Perm : 365K->365K(12288K)], 0.0058659 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (System) [Tenured: 4237K->141K(6148K), 0.0052656 secs] 4237K->141K(7108K), [Perm : 365K->365K(12288K)], 0.0052973 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.01 secs]
Heap
 def new generation   total 960K, used 18K [0x23b10000, 0x23c10000, 0x23ff0000)
  eden space 896K,   2% used [0x23b10000, 0x23b14818, 0x23bf0000)
  from space 64K,   0% used [0x23c00000, 0x23c00000, 0x23c10000)
  to   space 64K,   0% used [0x23bf0000, 0x23bf0000, 0x23c00000)
 tenured generation   total 6148K, used 141K [0x23ff0000, 0x245f1000, 0x27b10000)
   the space 6148K,   2% used [0x23ff0000, 0x240136b8, 0x24013800, 0x245f1000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 365K [0x27b10000, 0x28710000, 0x2bb10000)
   the space 12288K,   2% used [0x27b10000, 0x27b6b578, 0x27b6b600, 0x28710000)
    ro space 8192K,  63% used [0x2bb10000, 0x2c023b48, 0x2c023c00, 0x2c310000)
    rw space 12288K,  53% used [0x2c310000, 0x2c977f38, 0x2c978000, 0x2cf10000)

在运行结果中可以看到GC日志中包含"4237K->141K",老年代从4273K(大约4M,其实就是objA与objB)变为了141K,意味着虚拟并没有因为这两个对象相互引用就不回收它们,这也证明虚拟并不是通过通过引用计数算法来判断对象是否存活的。大家可以看到对象进入了老年代,但是大家都知道,对象刚创建的时候是分配在新生代中的,要进入老年代默认年龄要到了15才行,但这里objA与objB却进入了老年代。这是因为Java堆区会动态增长,刚开始时堆区较小,对象进入老年代还有一规则,当Survior空间中同一代的对象大小之和超过Survior空间的一半时,对象将直接进行老年代。

2.根搜算法

在主流的商用程序语言中(Java和C#),都是使用根搜索算法(GC Roots Tracing)判断对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列名为"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时,则证明此对象是不可用的,如下图:

file

对象bject5, object6, object7虽然有互相判断,但它们到GC Roots是不可达的,所以它们将会判定为是可回收对象。
在Java语言里,可作为GC Roots对象的包括如下几种:

  • 虚拟机栈(栈桢中的本地变量表)中的引用的对象
  • 方法区中的类静态属性引用的对象
  • 方法区中的常量引用的对象
  • 本地方法栈中JNI的引用的对象

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