JVM GC 再深入一点

郭朝

2014-11-10

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这篇文章写的不错，大多来自于深入java虚拟机，确实比很多文章都深入一点，直接拷贝吧。引用自：http://blog.csdn.net/dc_726/article/details/7934101

垃圾回收包含的内容不少，但顺着下面的顺序捋清知识也并不难。首先要

搞清垃圾回收的范围（栈需要GC去回收吗？），然后就是回收的前提条件

如何判断一个对象已经可以被回收（这里只重点学习根搜索算法就行了），

之后便是建立在根搜索基础上的三种回收策略，最后便是JVM中对这三种

策略的具体实现。

1.范围：要回收哪些区域？

Java方法栈、本地方法栈以及PC计数器随方法或线程的结束而自然被回收，

所以这些区域不需要考虑回收问题。Java堆和方法区是GC回收的重点区域，

因为一个接口的多个实现类需要的内存不一样，一个方法的多个分支需要

的内存可能也不一样，而这两个区域又对立于栈可能随时都会有对象不再

被引用，因此这部分内存的分配和回收都是动态的。

2.前提：如何判断对象已死？

（1）引用计数法

引用计数法就是通过一个计数器记录该对象被引用的次数，方法简单高效，

但是解决不了循环引用的问题。比如对象A包含指向对象B的引用，对象B

也包含指向对象A的引用，但没有引用指向A和B，这时当前回收如果采用的

是引用计数法，那么对象A和B的被引用次数都为1，都不会被回收。

下面是循环引用的例子，在Hotspot JVM下可以被正常回收，可以证实JVM

采用的不是简单的引用计数法。通过-XX:+PrintGCDetails输出GC日志。

package com.cdai.jvm.gc;  
  
public class ReferenceCount {  
  
    final static int MB = 1024 * 1024;  
      
    byte[] size = new byte[2 * MB];  
      
    Object ref;  
      
    public static void main(String[] args) {  
        ReferenceCount objA = new ReferenceCount();  
        ReferenceCount objB = new ReferenceCount();  
        objA.ref = objB;  
        objB.ref = objA;  
          
        objA = null;  
        objB = null;  
          
        System.gc();  
        System.gc();  
    }  
  
}

[Full GC (System) [Tenured: 2048K->366K(10944K), 0.0046272 secs] 4604K->366K(15872K), [Perm : 154K->154K(12288K)], 0.0046751 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.00 secs]

（2）根搜索

通过选取一些根对象作为起始点，开始向下搜索，如果一个对象到根对象

不可达时，则说明此对象已经没有被引用，是可以被回收的。可以作为根的

对象有：栈中变量引用的对象，类静态属性引用的对象，常量引用的对象等。

因为每个线程都有一个栈，所以我们需要选取多个根对象。

附：对象复活

在根搜索中得到的不可达对象并不是立即就被标记成可回收的，而是先进行一次

标记放入F-Queue等待执行对象的finalize()方法，执行后GC将进行二次标记，复活

的对象之后将不会被回收。因此，使对象复活的唯一办法就是重写finalize()方法，

并使对象重新被引用。

package com.cdai.jvm.gc;  
  
public class DeadToRebirth {  
  
    private static DeadToRebirth hook;   
      
    @Override  
    public void finalize() throws Throwable {  
        super.finalize();  
        DeadToRebirth.hook = this;  
    }  
      
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        DeadToRebirth.hook = new DeadToRebirth();  
        DeadToRebirth.hook = null;  
        System.gc();  
        Thread.sleep(500);  
        if (DeadToRebirth.hook != null)  
            System.out.println("Rebirth!");  
        else  
            System.out.println("Dead!");  
          
        DeadToRebirth.hook = null;  
        System.gc();  
        Thread.sleep(500);  
        if (DeadToRebirth.hook != null)  
            System.out.println("Rebirth!");  
        else  
            System.out.println("Dead!");  
    }  
      
}

要注意的两点是：

第一，finalize()方法只会被执行一次，所以对象只有一次复活的机会。

第二，执行GC后，要停顿半秒等待优先级很低的finalize()执行完毕。

3.策略：垃圾回收的算法

（1）标记-清除

没错，这里的标记指的就是之前我们介绍过的两次标记过程。标记完成后就可以

对标记为垃圾的对象进行回收了。怎么样，简单吧。但是这种策略的缺点很明显，

回收后内存碎片很多，如果之后程序运行时申请大内存，可能会又导致一次GC。

虽然缺点明显，这种策略却是后两种策略的基础。正因为它的缺点，所以促成了

后两种策略的产生。