Java学习笔记——对象的生死

Java堆的回收

引用计数算法

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,计数器的值就减1。任何计数器为0的对象就不会再被使用了。

引用计数算法实现简单,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案例。但是它很难解决循环引用的问题。

如:对象objA和objB都有字段ins。赋值令objA.ins = objB; objB.ins = objA;除此之外,两个对象再无任何引用,实际上这两个对象不会再被访问了,但它们互相引用着,所以它们的引用计数均为1 ,在这样的情况下,GC就无法回收它们。

可达性分析算法

可达性分析的基本思路是,以一系列GC Root对象作为起始点。从节点开始下向搜索,节点经过的路径即是所谓的应用链。当从GC Root到一个对象不可达(即没有任何引用链)时,这个对象就会被判定为可回收对象。如右边,obj5,obj6,obj7三个对象虽然互有引用,但它们都不可达GC Root,所以它们都是可被回收的对象。

引用类型

从JDK1.2版本开始,把对象的引用分为四种级别,从而使程序能更加灵活的控制对象的生命周期。这四种级别由高到低依次为:强引用、软引用、弱引用和虚引用。

1.强引用 本章前文介绍的引用实际上都是强引用,这是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用,那就 类似于必不可少的生活用品,垃圾回收器绝不会回收它。当内存空 间不足,Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误,使程序异常终止,也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足问题。

2.软引用(SoftReference)

如果一个对象只具有软引用,那就类似于可有可物的生活用品。如果内存空间足够,垃圾回收器就不会回收它,如果内存空间不足了,就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它,该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

软引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果软引用所引用的对象被垃圾回收,Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

3.弱引用(WeakReference) 如果一个对象只具有弱引用,那就类似于可有可物的生活用品。 弱引用与软引用的区别在于:只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它 所管辖的内存区域的过程中,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存。不过,由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程, 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

弱引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果弱引用所引用的对象被垃圾回收,Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

4.虚引用(PhantomReference) "虚引用"顾名思义,就是形同虚设,与其他几种引用都不同,虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,在任何时候都可能被垃圾回收。 虚 引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于:虚引用必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用。当垃 圾回收器准备回收一个对象时,如果发现它还有虚引用,就会在回收对象的内存之前,把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是 否已经加入了虚引用,来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。程序如果发现某个虚引用已经被加入到引用队列,那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动

对象的死亡

当对象被可达性算法判断为不可达时,它并不会马上死亡。它会被标记并进行一次筛选。筛选出必须执行finalize()的方法。finalize()方法的执行条件有两条:

  1. finalize()方法被重写(override)了
  2. finalize()从未被系统调用过

如果这个对象被判定为必须执行finalize()方法。那么它会被放入F-Queue队列中,并在稍后在Finalizer线程中去执行。(Finalizer线程是由虚拟机自动建立的低优先级的线程)。这里所谓的“执行”并不保证会让finalize()执行结束。这样做是为了保证,finalize()不会卡住回收线程使整体虚拟机崩溃。

一个对象的finalize()方法只会被系统调用一次,因此,finalize()可以被看作对象逃脱被回收命运的最后一次机会。

由finalize()的特性我们可以看到,它的不确定性非常高,并不靠谱。笔者建议尽量使用try/finally去代替它的工作。

方法区的回收

上一篇文章我们写到:

与Java堆一样是各个线程共享的内存区域。它用于存放虚拟机加载的类信息、常量、静态变量和即时编译器编译后的代码。

那么常量、静态变量和类信息是否就不会被回收呢?

答案是否定的,只是它们的回收条件较之堆中的对象,严格很多。

方法区的回收主要分为两部分:废弃常量和无用的类。

废弃常量

假入一个字符串"abc"进入了常量池,此时,整个代码中,没有任何一个String对象的值为"abc"。此时发生GC,而且有必要的话,这个常量"abc"会被清出常量池。

无用的类

无用类的判定条件比较严苛。需要满足以下3个条件:

  • 该类的所有对象都已被回收,换句话说:Java堆中不存在该类的实例。
  • 加载该类的ClassLoader已被回收。
  • 该类对应的java.lang.Class对象没有被引用,无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

满足以上3个条件后,这个方法区中的类信息可以被回收。不是必定会回收!

因此,频繁使用反射、动态代码、ClassLoader的框架和组件,都需要虚拟机具备卸载的功能,否则方法区有可能溢出。

通过上面的讲述,我们知道了对象在何时,会被宣判死亡(被回收)。后面的文章,将进一步进述,虚拟机会如何处死(回收)对象。

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