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本文转载自微信公众号:王磊的博客
但凡问到 JVM(Java 虚拟机)通常有 99% 的概率一定会问:
在 JVM 中如何判断一个对象的生死状态?
本文就来聊聊这个问题,判断对象的生死状态的算法有以下几个:
1、引用计数器算法
引用计算器判断对象是否存活的算法是这样的:给每一个对象设置一个引用计数器,每当有一个地方引用这个对象的时候,计数器就加1,与之相反,每当引用失效的时候就减1。
优点
:实现简单、性能高。
缺点
:增减处理频繁消耗cpu计算、计数器占用很多位浪费空间、最重要的缺点是无法解决循环引用的问题。
因为引用计数器算法很难解决循环引用的问题,所以主流的Java虚拟机都没有使用引用计数器算法来管理内存。
public class ReferenceDemo {
public Object instance = null;
private static final int _1Mb = 1024 * 1024;
private byte[] bigSize = new byte[10 * _1Mb]; // 申请内存
public static void main(String[] args) {
System.out.println(String.format("开始:%d M",Runtime.getRuntime().freeMemory() / (1024 * 1024)));
ReferenceDemo referenceDemo = new ReferenceDemo();
ReferenceDemo referenceDemo2 = new ReferenceDemo();
referenceDemo.instance = referenceDemo2;
referenceDemo2.instance = referenceDemo;
System.out.println(String.format("运行:%d M",Runtime.getRuntime().freeMemory() / (1024 * 1024)));
referenceDemo = null;
referenceDemo2 = null;
System.gc(); // 手动触发垃圾回收
System.out.println(String.format("结束:%d M",Runtime.getRuntime().freeMemory() / (1024 * 1024)));
}
}
运行的结果:
开始:117 M
运行中:96 M
结束:119 M
从结果可以看出,虚拟机并没有因为相互引用就不回收它们,也侧面说明了虚拟机并不是使用引用计数器实现的。
2、可达性分析算法
在主流的语言的主流实现中,比如Java、C#、甚至是古老的Lisp都是使用的可达性分析算法来判断对象是否存活的。
这个算法的核心思路就是通过一些列的“GC Roots”对象作为起始点,从这些对象开始往下搜索,搜索所经过的路径称之为“
引用链
”。
当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连的时候,证明此对象是可以被回收的。如下图所示:
在Java中,可作为GC Roots对象的列表:
对象生死与引用的关系
从上面的两种算法来看,不管是引用计数法还是可达性分析算法都与对象的“引用”有关,这说明:对象的引用决定了对象的生死。
那对象的引用都有那些呢?
在JDK1.2之前,引用的定义很传统:如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另一块内存的起始地址,就称这块内存代表着一块引用。
这样的定义很纯粹,但是也很狭隘,这种情况下一个对象要么被引用,要么没引用,对于介于两者之间的对象显得无能为力。
JDK1.2之后对引用进行了扩充,将引用分为:
-
强引用
(Strong Reference)
-
软引用
(Soft Reference)
-
弱引用
(Weak Reference)
-
虚引用
(Phantom Reference)
这也就是文章开头第一个问题的答案,对象不是非生即死的,当空间还足够时,还可以保留这些对象
如果空间不足时,再抛弃这些对象。很多缓存功能的实现也符合这样的场景。
强引用、软引用、弱引用、虚引用,这4种引用的强度是依次递减的。
强引用
:在代码中普遍存在的,类似“Object obj = new Object()”这类引用,只要强引用还在,垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
软引用
:是一种相对强引用弱化一些的引用,可以让对象豁免一些垃圾收集,只有当jvm认为内存不足时,才会去试图回收软引用指向的对象。jvm会确保在抛出OutOfMemoryError之前,清理软引用指向的对象。
弱引用
:非必需对象,但它的强度比软引用更弱,被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。
虚引用
:也称为幽灵引用或幻影引用,是最弱的一种引用关系,无法通过虚引用来获取一个对象实例,为对象设置虚引用的目的只有一个,就是当着个对象被收集器回收时收到一条系统通知。