什么是 GC Roots？？一文带你看懂！！

news2024/9/24 7:16:02

什么是 GC Roots ？

- JVM 是如何判断哪些对象应该回收，哪些应该保留呢？
- GC Roots

堆是一个巨大的对象集合，其中包含许多对象实例。

这些对象在堆中有不同的引用层次。一些接口会被频繁调用，每秒生成大量对象。这些对象之间形成复杂的联系网络。尽管 Java 一直试图创造一种永无止境的内存感觉，但对象不能一直增加下去，因此需要进行垃圾回收。

JVM 是如何判断哪些对象应该回收，哪些应该保留呢？

古代有“诛九族”的想法。如果有人犯了大错，皇帝杀死一个人不足以平息他的怒火，那么会连坐其亲友。诛九族需要追溯到一个共同的祖先，然后向下延伸。在堆的垃圾回收中也有类似的思路。下面我们具体分析 JVM 如何执行垃圾回收。

JVM 的垃圾收集动作是不受程序控制的，会在满足条件时自动启动。

在进行垃圾回收时，JVM 能够追踪到对象的祖先引用。最终发现，如果这些祖先已经不再存在，它们将被清理掉。那些能够逃过垃圾回收的祖先非常特殊，它们被称为 GC Roots。

GC Roots

通过从 GC Roots 开始向下追溯和搜索，形成一个称为“Reference Chain”（引用链）的链条。当一个对象无法与任何 GC Root 建立关联时，它将被无情地清除。

例如，Obj5、Obj6、Obj7 由于无法与 GC Roots 关联，将在垃圾回收时被销毁。
在这里插入图片描述
垃圾回收就是围绕着 GC Roots 去做的。同时，它也是很多内存泄露的根源，因为其他引用根本没有这样的权利。

GC Roots 是一组必须活跃的引用。用通俗的话来说，就是程序接下来通过直接引用或者间接引用，能够访问到的潜在被使用的对象

GC Roots 包括：

虚拟机栈中引用的对象：
- 当一个对象在虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中被引用时，它充当了 GC Root 的作用。例如：
```
public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        Example obj = new Example(); // obj 是 GC Root
        obj = null; // 断开 obj 对原对象的引用
    }
}
```
- 在上面的示例中，obj 是虚拟机栈中的本地变量，当 obj 被赋值为 null 时，原对象与 GC Root 断开连接，因此原对象会被回收。
方法区中类静态属性引用的对象：
- 类静态属性引用的对象也是 GC Roots。例如：
```
public class Example {
    public static Example s; // 类静态属性引用的对象
    public static void main(String[] args) {
        Example obj = new Example();
        obj.s = new Example(); // s 是 GC Root
        obj = null; // 断开 obj 对原对象的引用
    }
}
```
- 在上面的示例中，当栈帧中的本地变量 obj = null 时，由于 obj 原来指向的对象与 GC Root (变量 obj) 断开了连接，所以 obj 原来指向的对象会被回收，而由于我们给 s 赋值了变量的引用，s 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

方法区中常量引用的对象：

常量引用的对象也不会因为其他引用断开而被回收。例如：

public class Example {
    public static final Example CONSTANT = new Example(); // 常量引用的对象
    public static void main(String[] args) {
        Example obj = new Example();
        obj = null; // 断开 obj 对原对象的引用，但 CONSTANT 不受影响
    }
}

在上面的示例中，常量 CONSTANT 指向的对象不会因为 obj 的断开而被回收。

本地方法栈中 JNI 引用的对象：
- JNI（Java Native Interface）是 Java 调用非 Java 代码的接口，本地方法栈中 JNI 引用的对象也是 GC Roots。例如：

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_pecuyu_jnirefdemo_MainActivity_newStringNative(JNIEnv *env, jobject instance，jstring jmsg) {
...
   // 缓存String的class
   jclass jc = (*env)->FindClass(env, STRING_PATH);
}