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：

 1 public class TestReferenceCountingGC {
 2     
 3     public Object obj = null;
 4     
 5     public void testGc(){
 6         TestReferenceCountingGC obj1 = new TestReferenceCountingGC();
 7         TestReferenceCountingGC obj2 = new TestReferenceCountingGC();
 8         obj1.obj = obj2;
 9         obj2.obj = obj1;
10         obj1 = null;
11         obj2 = null;
12         
13         System.gc();
14     }
15 }

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：

 1 public class TestReferenceCountingGC {    
 2     public Object obj = null;
 3     public void testGc(){
 4         TestReferenceCountingGC obj1 = new TestReferenceCountingGC();
 5         TestReferenceCountingGC obj2 = new TestReferenceCountingGC();
 6         obj1.obj = obj2;
 7         obj2.obj = obj1;
 8         obj1 = null;
 9         obj2 = null;
10         System.gc();
11     }
12 }

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。