Java虛擬機：如何斷定哪些對象可回收？

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       在堆內存中存放着Java程序中幾乎全部的對象實例，堆內存的容量是有限的，Java虛擬機會對堆內存進行管理，回收已經「死去」的對象（即不可能再被任何途徑使用的對象），釋放內存。垃圾收集器在對堆內存進行回收前，首先要作的第一件事就是肯定這些對象中哪些還存活着，哪些已經死去。Java虛擬機是如何判斷對象是否能夠被回收的呢？

       引用計數算法

       引用計數算法的原理是這樣的：給對象添加一個引用計數器，每當有一個地方引用它時，計數器值就加1；當引用失效時，計數器值就減1；在任什麼時候刻計數器的值爲0的對象就是不可能再被使用的，也就是可被回收的對象。

       引用計數算法的效率很高，可是主流的JVM並無選用這種算法來斷定可回收對象，由於它有一個致命的缺陷，那就是它沒法解決對象之間相互循環引用的的問題，對於循環引用的對象它沒法進行回收。

       假設有這樣一段代碼：

       

public class Object {
    
    public Object instance;
    
    public static void main(String[] args) {
        
        // 1
        Object objectA = new Object();
        Object objectB = new Object();
        
        // 2
        objectA.instance = objectB;
        objectB.instance = objectA;
        
        // 3
        objectA = null;
        objectB = null;
        
    }

       程序啓動後，objectA和objectB兩個對象被建立並在堆中分配內存，這兩個對象都相互持有對方的引用，除此以外，這兩個對象再無任何其餘引用，實際上這兩個對象已經不可能再被訪問（引用被置空，沒法訪問），可是它們由於相互引用着對方，致使它們的引用計數器都不爲0，因而引用計數算法沒法通知GC收集器回收它們。

       實際上，當第1步執行時，兩個對象的引用計數器值都爲1；當第2步執行時，兩個對象的引用計數器都爲2；當第3步執行時，兩者都清爲空值，引用計數器值都變爲1。根據引用計數算法的思想，值不爲0的對象被認爲是存活的，不會被回收；而事實上這兩個對象已經不可能再被訪問了，應該被回收。

       可達性分析算法

       在主流的JVM實現中，都是經過可達性分析算法來斷定對象是否存活的。可達性分析算法的基本思想是：經過一系列被稱爲"GC Roots"的對象做爲起始點，從這些節點開始向下搜索，搜索走過的路徑稱爲引用鏈，當一個對象到GC Roots對象沒有任何引用鏈相連，就認爲GC Roots到這個對象是不可達的，斷定此對象爲不可用對象，能夠被回收。

       

       在上圖中，objectA、objectB、objectC是可達的，不會被回收；objectD、objectE雖然有關聯，可是它們到GC Roots是不可達的，因此它們將會被斷定爲是可回收的對象。

       在Java中，可做爲GC Roots的對象包括下面幾種：

       一、虛擬機棧中引用的對象；

       二、方法區中類靜態屬性引用的對象；

       三、方法區中常量引用的對象；

       四、本地方法棧中Native方法引用的對象。

       以上探討了斷定對象是否可回收的兩種算法，斷定對象是否可回收只是垃圾回收的第一步，接下來還要解決什麼時候回收以及如何回收的問題，在後面的文章中咱們來探討這些問題。