03-JVM垃圾回收机制

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前面在jvm组成结构一文中，说到了GC和一些算法，那么在这篇文章里，就详细说说GC的常用算法。
垃圾回收(Garbage Collection，GC)，就是将垃圾回收，避免过于占用内存空间，导致内存泄漏，对内存堆中已经死亡或者长时间没有使用的对象进行清除和回收。
既然是垃圾回收，那么如何判断哪些对象是垃圾，需要被回收呢?

如何找到程序里的垃圾

(1)引用计数法

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引用计数法其实就是给每个对象添加一个计数器RC，当有地方引用该对象时计数器加1，当引用失效时计数器减1。通过对象计数器是否为0来判断对象是否可被回收。但是相应的，它无法解决循环引用的问题。
假使如下：
定义一个字符串

String str = new String ("tony");

其实这个时候，str引用了字符串"tony"，那么这个字符串引用次数就是1，这时候如果m指向了另一个新的值，例如 m=null，那这个时候"tony"的引用次数就成了0了，也就意味着要被回收了。

public class ReferenceCountingGC {

  public Object instance;

  public ReferenceCountingGC(String name) {
  }
  public static void testGC(){

    ReferenceCountingGC a = new ReferenceCountingGC("objA");
    ReferenceCountingGC b = new ReferenceCountingGC("objB");

    // a和b互相引用了
    a.instance = b;
    b.instance = a;

    a = null;
    b = null;
  }
}

从代码中可以看出，a，b这两个对象一直在互相引用，如果采用引用计数法的话，是永远无法GC它们的，因为它们的引用计数永远都不会为0，所以说引用计数法是有局限性的，或者说它不属于严格意义上的垃圾收集机制。

(1)可达性分析算法

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GC ROOT是什么？

• 首先我们知道标记算法，JVM的标记算法我们可以了解为一个可达性算法，所以所有的可达性算法都会有起点，那么这个起点就是GC Root。也就是需要通过GC Root 找出所有活的对象，那么剩下所有的没有标记的对象就是需要回收的对象。

1. 通过 GC ROOT的对象作为搜索起始点，通过引用向下搜索，所走过的路径称为引用链。通过对象是否有到达引用链的路径来判断对象是否可被回收（可作为GC ROOT的对象：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）
2. 通过可达性算法，成功解决了引用计数所无法解决的循环依赖问题，只要你无法与GC Root建立直接或间接的连接，系统就会判定你为可回收对象。那这样就引申出了另一个问题，哪些属于GC Root。
3. Java内存区域中哪些可以作为GC Root对象？

虚拟机栈中引用的对象

public class StackLocalParameter {

  public StackLocalParameter(String name) {}

  public static void testGC() {
    StackLocalParameter s = new StackLocalParameter("localParameter");
    s = null;
  }
}

方法区中类静态属性引用的对象

public class MethodAreaStaicProperties {

  public static MethodAreaStaicProperties m;

  public MethodAreaStaicProperties(String name) {}

  public static void testGC(){
    MethodAreaStaicProperties s = new MethodAreaStaicProperties("properties");
    s.m = new MethodAreaStaicProperties("parameter");
    s = null;
  }
}

方法区中常量引用的对象

public class MethodAreaStaicProperties {

  public static final MethodAreaStaicProperties m = MethodAreaStaicProperties("final");

  public MethodAreaStaicProperties(String name) {}

  public static void testGC() {
    MethodAreaStaicProperties s = new MethodAreaStaicProperties("staticProperties");
    s = null;
  }
}

本地方法栈中引用的对象

任何native接口都会使用某种本地方法栈，实现的本地方法接口是使用C连接模型的话，那么它的本地方法栈就是C栈。当线程调用Java方法时，虚拟机会创建一个新的栈帧并压入Java栈。然而当它调用的是本地方法时，虚拟机会保持Java栈不变，不再在线程的Java栈中压入新的帧，虚拟机只是简单地动态连接并直接调用指定的本地方法。