文章目录
- 1. 简介
- 2. 引用计数法
- 2.1 优点
- 2.2 缺点
- 3. 可达性分析算法
- 3.1 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
- 3.2 方法区中静态属性引用的对象
- 3.3 方法区中常量引用的对象
- 3.4 本地方法栈中 JNI（即一般说的 Native 方法）引用的对象
1. 简介
Java 是一门不需要自己手动控制内存释放的语言，有自动的垃圾回收机制，也就是我们熟悉的GC(Garbage Collection)。有了垃圾回收机制后，程序员只需要关心内存的申请即可，内存的释放由系统自动识别完成。
在进行垃圾回收时，不同的对象引用类型，GC会采用不同的回收时机，这时自动的垃圾回收的算法就会变得非常重要了，如果因为算法的不合理，导致内存资源一直没有释放，同样也可能会导致内存溢出的。
- 如果一个或多个对象没有任何的引用指向它了，那么这个对象现在就是垃圾，如果定位了垃圾，则有可能会被垃圾回收器回收。
- 如果要定位什么是垃圾，有两种方式来确定，第一个是引用计数法，第二个是可达性分析算法。
2. 引用计数法
主要思想是通过记录对象被引用的次数来判断对象是否可回收。当一个对象被创建时，引用计数加一；当一个引用指向该对象时，引用计数也加一；当引用失效或对象被销毁时，引用计数减一。当对象的引用计数变为零时，即表示该对象不再被任何引用指向，可以被垃圾收集器回收。
String demo = new String("123");
String demo = null;
JVM已经放弃了引用计数算法，这是因为当对象间出现了循环引用的话，则引用计数法就会失效。
虽然a和b都为null，但是由于a和b存在循环引用，这样a和b永远都不会被回收。
2.1 优点
- 实时性：引用计数算法可以及时回收不再被引用的对象，无需等待特定的垃圾收集周期。
- 简单高效：相对于其他垃圾收集算法，引用计数算法实现相对简单，在垃圾回收过程中，应用无需挂起。如果申请内存时，内存不足，则立刻报OOM错误。
- 区域性：更新对象的计数器时，只是影响到该对象，不会扫描全部对象。
2.2 缺点
- 循环引用问题：引用计数算法无法解决循环引用问题。即使对象之间相互引用，导致它们的引用计数都不为零，但实际上它们已经不再被外部引用，应该被回收。这种情况下，引用计数算法会导致内存泄漏。
- 维护开销大：引用计数算法需要维护每个对象的引用计数，当对象被频繁引用和释放时，会增加计数器的操作开销。
- 无法处理对象的相互引用：由于引用计数算法无法处理循环引用问题，因此无法处理对象之间的相互引用情况，容易导致内存泄漏。
- 内存开销大：引用计数算法需要为每个对象维护一个额外的引用计数字段，增加了对象的内存开销。
3. 可达性分析算法
该算法会存在一个根对象【GC Roots】，递归地遍历所有可通过引用链访问到的对象，搜索过的路径被称为（Reference Chain）,判断某对象是否与根对象有直接或间接的引用，如果没有被引用，则可以当做垃圾回收。现在JVM采用的都是通过可达性分析算法来确定哪些内容是垃圾。
X,Y这两个节点是可回收的，但是并不会马上的被回收。对象中存在一个方法finalize。当对象被标记为可回收后，当发生GC时，首先会判断这个对象是否执行了finalize方法，如果这个方法还没有被执行的话，那么就会先来执行这个方法，接着在这个方法执行中，可以设置当前这个对象与GC ROOTS产生关联，那么这个方法执行完成之后，GC会再次判断对象是否可达，如果仍然不可达，则会进行回收，如果可达了，则不会进行回收。
finalize方法对于每一个对象来说，只会执行一次。如果第一次执行这个方法的时候，设置了当前对象与RC ROOTS关联，那么这一次不会进行回收。 那么等到这个对象第二次被标记为可回收时，那么该对象的finalize方法就不会再次执行了。
根对象是那些肯定不能当做垃圾回收的对象，就可以当做根对象。在Java中，GC Roots包括四种：
- 虚拟机栈中的引用对象
- 方法区静态属性引用的对象
- 方法区常量引用的对象
- 本地方法栈JNI引用的对象
3.1 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
/**
* demo是栈帧中的本地变量，当demo = null时，由于此时demo充当了GC Root的作用，
* demo与原来指向的实例new Demo()断开了连接，对象被回收。
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Demo demo = new Demo();
demo = null;
}
}
3.2 方法区中静态属性引用的对象
/**
* 当栈帧中的本地变量b = null时，由于b原来指向的对象与GC Root (变量b) 断开了连接，
* 所以b原来指向的对象会被回收，而由于我们给a赋值了变量的引用，a在此时是类静态属性引用，
* 充当了 GC Root 的作用，它指向的对象依然存活!
*/
public class Demo {
public static Demo a;
public static void main(String[] args) {
Demo b = new Demo();
b.a = new Demo();
b = null;
}
}
3.3 方法区中常量引用的对象
/**
* 常量 a 指向的对象并不会因为 demo 指向的对象被回收而回收
*/
public class Demo {
public static final Demo a = new Demo();
public static void main(String[] args) {
Demo demo = new Demo();
demo = null;
}
}
3.4 本地方法栈中 JNI（即一般说的 Native 方法）引用的对象
任何 Native 接口都会使用某种本地方法栈，实现的本地方法是使用 C 连接模型的话，那么它的本地方法栈就是 C 栈。
当线程调用 Java 方法时，虚拟机会创建一个新的栈帧并压入 Java 栈，然而当它调用的是本地方法时，虚拟机会保持 Java 栈不变，虚拟机只是简单地动态连接并直接调用指定的本地方法。
