JVM垃圾回收机制（一）GC基础知识

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学些了解GC和内存分配，容易在线上排查各种内存溢出、内存泄漏问题

学习之前先考虑三个问题：

  • GC什么时候触发
  • 哪些内存需要回收
  • GC运行时，如何回收

分析对象是否可被回收的算法

当jvm发生GC时，需要对对象进行回收清除以腾出更多的空间，但是一个对象满足什么条件才可以被回收呢？

目前有两种算法可检测一个对象是否可被回收，引用计数法 和 可达性分析算法

引用计数法（Reference Counting）

给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用时，该对象的计数器加1， 当引用失效时，计数器减1； 任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用，可被回收

缺陷：jvm没有使用该算法来管理内存，因为该算法无法解决对象之间的循环引用，比如A对象和B对象之间相互引用，尽管以后再也用不到这两个对象，但是这两个对象的计数器都不为0，都不可被回收

可达性分析算法（Reachability Analysis）

规定一个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，证明这个对象不可用，GC可以回收

JVM可作为GC Roots关联的对象：

1、 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象

2、 方法区中类静态属性引用的对象

3、 方法区中常量引用的对象

4、 本地方法栈中JNI（Nactive方法）引用的对象

不可达对象被回收之前需要两次标记验证

上面说过，如果一个对象没有通过可达性算法，则会被垃圾收集器回收，但是不可达对象被回收之前需要进行两次标记

  1. 是否与GCRoots关联，判断是否有执行finalize()方法的必要，判断条件：是否重写了finalize()方法并且未被虚拟机调用过
  2. 执行finalize()方法之后判断有没有与GCRoots关联，如果没有，对象回收

比如说，A对象没有被任何地方引用，但是在回收时执行finalize()方法后重新被引用，这样A对象就可不必被回收

对于finalize()方法，虚拟机会自动建立低优先级的Finalizer线程执行F-Queue队列中需要执行此方法的对象，但是finalize()方法应该尽量少使用

何为引用

JDK1.2之前，引用只有一种定义：如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另一块内存的其实地址，就称这块内存代表着一个引用

在JDK1.2后，引用有四种不同的定义：

  1. 强引用：类型 Object obj = new Object() 只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象
  2. 软引用：描述一些还有用但并非必须的对象。对于软引用关联的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围之内进行第二次回收。如果回收后还诶有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。JDK1.2提供了SoftReference类来实现弱引用
  3. 弱引用：用来描述非必须的对象，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之前（软引用只是将对象列进可回收范围）。当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够，都会回收被弱引用关联的对象（软引用只是发生在内存溢出时）。JDK1.2提供了WeakReference类来实现弱 引用
  4. 虚引用：也可称为幽灵引用或者幻影引用。该引用的唯一作用是在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知，无法通过虚引用来取得一个对象实例，也完全不会对对象生存时间造成影响。JDK1.2提供了PhantomReference类实现引用

在方法区（永久代）回收的主要内容

jvm在堆（heap）主要是回收无用的对象，而在方法区，主要回收废弃常量和无用的类，但是收集器在方法区进行垃圾收集的性价比较低

判断一个常量是否被回收

跟判断对象是否被回收一样，都是没有对象引用常量池中的常量，那么这个常量将会被回收

判断一个类是否被回收

  1. 该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类的实例对象
  2. 加载该类的ClassLoader已经被回收
  3. 该类对应的java.lang.Class对象已经没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法
  • 注：JVM参数可设置是否打开对类进行回收， -Xnoclassgc， 查看类加载和卸载参数：-verbose:class和-XX:+TraceClassLoading、-XX:+TraceClassUnLoading