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確定可回收對象

引用計數(shù)法

給對象中添加一個引用計數(shù)器，每當(dāng)有一個地方引用這個對象的時候，計數(shù)器的值就加1；當(dāng)對象的引用失效時，計數(shù)器的值就減1；任何時刻計數(shù)器為0的對象就被判定為可回收的對象。
存在兩個對象之間互相循環(huán)引用的問題

Object obj1 = obj2
Object obj2 = obj1

對象 obj1 引用了對象 obj2 ，對象 obj2 又引用著對象 obj1，兩個對象互相引用，使得計數(shù)器都不能為0，這種情況如果使用 引用計數(shù)法 就無法判斷對象是否是可回收的。

可達性分析算法

通過一系列的稱為 GC Roots 的對象作為起始點，從這些節(jié)點開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為 引用鏈 ，當(dāng)一個對象到 GC Roots 沒有任何 引用鏈 相連時，則證明此對象是可回收的。

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如圖所示，對象 Object 5、Object 6、Object 7 雖然互相有關(guān)聯(lián)，但是它們到 GC Roots 是不可達的，所以它們將會被暫定為是可回收的對象。但此時判定并沒有完全結(jié)束，因為判定一個對象是否是可回收是需要經(jīng)過兩次標(biāo)記過程的，上述是第一次的標(biāo)記過程，第二次標(biāo)記則是將第一次標(biāo)記的對象進行一次篩選：通過判斷該對象是否需要執(zhí)行 finalize() 方法。如果該對象覆蓋了 finalize() 方法，并且系統(tǒng)沒有運行過該方法（finalize() 方法全局只運行一次），則表示該對象需要執(zhí)行finalize() 方法，那么這個對象將會被放入到一個叫 F-Queue 的隊列中，等待虛擬機中的一個低優(yōu)先級的Finalizer 線程去執(zhí)行它。在執(zhí)行 finalize() 方法的過程中，只要該對象沒有和 GC Roots 引用鏈上的任何一個對象有關(guān)聯(lián)，這個對象才能被真正的定為是可回收的對象。

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可以作為 GC Roots 的對象：

• 虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象；
• 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象；
• 方法區(qū)中常量引用的對象；
• 本地方法棧中JNI（Native方法）引用的對象。

JVM就是采用 可達性分析算法 來判斷對象是否是可回收的。

回收方法區(qū)

方法區(qū)處于JVM的永久代區(qū)域，且永久代的垃圾回收效率遠低于堆中（尤其是在新生代中）的回收效率，對于這塊區(qū)域主要是回收兩部分內(nèi)容：廢棄常量和無用類。

常量回收

回收常量與回收J(rèn)ava堆中的對象非常類似。如果當(dāng)前系統(tǒng)中沒有任何一個變量與常量A相等，常量A也沒有在任何地方被引用，則常量A就是可回收的。

類回收

判斷一個類是否可回收是非?？量痰模枰瑫r滿足3個條件：

• 該類的所有實例都已經(jīng)被回收，Java堆中不存在該類的任何實例；
• 加載該類的 ClassLoader 已經(jīng)被回收；
• 該類對應(yīng)的 java.lang.Class 對象沒有在任何地方被引用，無法在任何地方通過反射訪問該類的方法。

垃圾回收算法

標(biāo)記－清除算法

首先通過 可達性分析算法 標(biāo)記出所有需要回收的對象，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收所有被標(biāo)記的對象。

缺點

• 標(biāo)記和清除的效率都不高。
• 標(biāo)記清除后會產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，空間碎片太多可能會導(dǎo)致程序在運行過程中需要分配較大對象時，無法找到足夠的連續(xù)內(nèi)存而不得不提前觸發(fā)另一次垃圾收集動作。

復(fù)制算法

將可用內(nèi)存按容量分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊，當(dāng)這一塊內(nèi)存用完時，就將還存活的對象復(fù)制到另外一塊上，然后把已使用過的內(nèi)存空間一次性清理掉。這樣使得每次都是對整個半?yún)^(qū)進行內(nèi)存回收，內(nèi)存分配時也就不用考慮內(nèi)存碎片等復(fù)雜情況，只要移動堆頂指針，按順序分配內(nèi)存即可，簡單高效。

缺點

• 將可用內(nèi)存縮小為原來的一半了。

優(yōu)點

• 解決了內(nèi)存碎片的問題。
• 新生代中采用這種算法效率較高。

標(biāo)記－整理算法

復(fù)制收集算法在對象存活率較高時就要進行較多的復(fù)制操作，效率將會變低，老年代一般不能直接選用這種算法。
根據(jù)老年代的特點，提出了一種“標(biāo)記－整理”算法，標(biāo)記過程與“標(biāo)記－清除”算法一樣，不同的是這種算法不直接對可回收對象進行清理，而是讓所有存活的對象都向一端移動，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存。

缺點

• 標(biāo)記和整理的效率都不高。

優(yōu)點

• 解決了內(nèi)存碎片的問題。

分代回收算法

根據(jù)對象存活周期的不同，將 Java堆內(nèi)存 劃分為 新生代 和 老年代，這樣可以根據(jù)各個年代的特點采用最適當(dāng)?shù)幕厥账惴ā?/p>

新生代： 每次垃圾回收時都發(fā)現(xiàn)有大批對象死去，只有少量對象存活，可采用 復(fù)制算法，只需要付出少量存活對象的復(fù)制成本就可以完成回收。

老年代： 對象存活率高，沒有額外空間對它進行分配擔(dān)保，必須使用 標(biāo)記－清除 或 標(biāo)記－整理 算法進行回收。

參考

• 《深入理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐 第二版》