JVM学习之对象的状态

     堆中存放着几乎所有的对象实例，垃圾收集器在堆堆进行回收前，首先要确定这些对象哪些还“活着”，哪些已经“死去”。方法有如下两种：

（1）引用计数法

     算法思想：为对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用该对象时，则该引用计数器值加1,；当引用失效时，则该引用计数器值减1；最后，计数器为0的对象就是不可能再被使用的，也即所谓的“死去”的对象。

    Java中并没有使用这种算法进行GC，最主要的原因是很难解决对象之间的相互循环引用的问题。如下代码：

public class TestReferenceCountingGC {
    
    public Object obj = null;
    
    public void testGc(){
        TestReferenceCountingGC obj1 = new TestReferenceCountingGC();
        TestReferenceCountingGC obj2 = new TestReferenceCountingGC();
        obj1.obj = obj2;
        obj2.obj = obj1;
        obj1 = null;
        obj2 = null;
        
        System.gc();
    }
}

    在上述代码中，obj1和obj2相互引用，除此之外，无其他任何引用，但因为相互引用对方导致引用计数器都不为0，因此无法通知GC收集器回收它们。

（2）根搜索算法

    Java中是使用根搜索算法（GC Roots Tracing）判断对象是否存活的。

    算法思想：选择名为“GC Roots”的对象为起始点，从这些GC Roots节点开始向下搜索，搜索走过的路径称之为引用链（Reference Chain），当一个对象到GC Roots没有任何引用链时（即不可达，两者之间无通路），则认为该对象为不可用的。如下图：

                               

   如上图，Object3和Object4是相互连接的，但和GC Roots无通路，因此Object3和Object4被认为是可回收的对象。

   在Java中，可作为GC Roots的对象有如下：

    a、虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用的对象

    b、方法区中的常量引用的对象

    c、方法区中的类静态属性引用的对象

    d、本地方法栈中JNI（Native方法）的引用的对象。

（3）引用的分类

    a、强引用（Strong Reference）

          程序代码中普遍存在的，比如Object obj = new Object()，只要存在强引用，GC收集器永远不会回收被引用的对象。

    b、软引用（Soft Reference）

          非必须的对象，是否回收，要看当前内存情况，如果紧张，则进行回收，否则不回收。当程序抛出内存溢出异常时，肯定不存在这种类型的对象。

    c、弱引用（Weak Reference）

          被弱引用关联的对象只能生存到下一次GC发生之前，即每次必被回收。

    d、虚引用（Phantom Reference）

          幽灵引用或者幻影引用，一个对象是否有虚引用的存在不会影响到其生存时间，无法通过虚引用获取对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一      目的是希望能在这个对象被回收时受到一个系统通知。

（4）finalize

     在根搜索算法中，那些不可达的对象，比如上图中的Object3和Object4，并非是“真正死亡”的，主要看如下两次标记过程：

      a、当没有发现引用链时，进行第一次标记，此时进行第一次筛选，条件为此对象是否有必要执行finalize方法，当对象没有覆盖finalize方法，或者finalize方法已经被JVM调用过，此种情况下认为没有必要执行finalize方法

      b、如果有必要执行finalize方法，此时对象会被放置在一个F-Queue队列中，会有一个优先级比较低的FInalizer线程去执行触发finalize方法。finalize方法是对象真正判定死活的最后一次机会。此时，GC会对队列中的对象进行第二次标记，如果对象在finalize方法中完成了自救，即和GC Roots建立了通路，则在第二次标记时该对象将被移出回收的集合。否则，只能判定对象死了。

 示例：对象自救：

public class TestReferenceCountingGC {    
    public Object obj = null;
    public void testGc(){
        TestReferenceCountingGC obj1 = new TestReferenceCountingGC();
        TestReferenceCountingGC obj2 = new TestReferenceCountingGC();
        obj1.obj = obj2;
        obj2.obj = obj1;
        obj1 = null;
        obj2 = null;
        System.gc();
    }
}

执行结果是：finalize method executed

说明对象可以在GC时完成自救，需要注意的是这种自救只有一次，因为一个对象的finalize方法最多只会被系统自动调用一次。