【JVM底层策略 一】GC roots如何判断对象不可达

 

查找内存中不再使用的对象

• 引用计数法

 

引用计数法就是如果一个对象没有被任何引用指向，则可视之为垃圾。这种方法的缺点就是不能检测到环的存在。

 

• 2.根搜索算法

 

根搜索算法的基本思路就是通过一系列名为”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时，则证明此对象是不可用的。

 

引用计数法

下面通过一段代码来对比说明：

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public class MyObject {     public Object ref = null;     public static void main(String[] args) {         MyObject myObject1 = new MyObject();         MyObject myObject2 = new MyObject();         myObject1.ref = myObject2;         myObject2.ref = myObject1;         myObject1 = null;         myObject2 = null;     } }

 上述代码中myObject1和myObject2其实互相引用，他们的引用计数都为1，但是本身都是null,如果用引用计数法因为计数为1不会被GC回收，但他们本身为null，最终导致内存泄漏

如果采用的是引用计数算法：

再回到前面代码GcDemo的main方法共分为6个步骤：

• Step1：GcObject实例1的引用计数加1，实例1的引用计数=1；
• Step2：GcObject实例2的引用计数加1，实例2的引用计数=1；
• Step3：GcObject实例2的引用计数再加1，实例2的引用计数=2；
• Step4：GcObject实例1的引用计数再加1，实例1的引用计数=2；

执行到Step 4，则GcObject实例1和实例2的引用计数都等于2。

接下来继续结果图：

• Step5：栈帧中obj1不再指向Java堆，GcObject实例1的引用计数减1，结果为1；
• Step6：栈帧中obj2不再指向Java堆，GcObject实例2的引用计数减1，结果为1。

到此，发现GcObject实例1和实例2的计数引用都不为0，那么如果采用的引用计数算法的话，那么这两个实例所占的内存将得不到释放，这便产生了内存泄露。

 

根搜索算法
这是目前主流的虚拟机都是采用GC Roots Tracing算法，比如Sun的Hotspot虚拟机便是采用该算法。 该算法的核心算法是从GC Roots对象作为起始点，利用数学中图论知识，图中可达对象便是存活对象，而不可达对象则是需要回收的垃圾内存。这里涉及两个概念，一是GC Roots，一是可达性。

那么可以作为GC Roots的对象（见下图）：

• 虚拟机栈的栈帧的局部变量表所引用的对象；
• 本地方法栈的JNI所引用的对象；
• 方法区的静态变量和常量所引用的对象；

关于可达性的对象，便是能与GC Roots构成连通图的对象，如下图：


从上图，reference1、reference2、reference3都是GC Roots，可以看出：

• reference1-> 对象实例1；
• reference2-> 对象实例2；
• reference3-> 对象实例4；
• reference3-> 对象实例4 -> 对象实例6；

可以得出对象实例1、2、4、6都具有GC Roots可达性，也就是存活对象，不能被GC回收的对象。
而对于对象实例3、5直接虽然连通，但并没有任何一个GC Roots与之相连，这便是GC Roots不可达的对象，这就是GC需要回收的垃圾对象。

到这里，相信大家应该能彻底明白引用计数算法和根搜索算法的区别吧。

再回过头来看看最前面的实例，GcObject实例1和实例2虽然从引用计数虽然都不为0，但从根搜索算法来看，都是GC Roots不可达的对象。

总之，对于对象之间循环引用的情况，引用计数算法，则GC无法回收这两个对象，而根搜索算法则可以正确回收。