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JVM 垃圾回收详细学习笔记（二）

2022-07-07 06:28:00 【白蝶丶】

本篇博客记录个人学习jvm的过程，如有错误，敬请指正

文章目录

一、判断对象是否可被回收
- 1.引用计数法
- 2.可达性算法
二、四种引用
- 三、垃圾回收算法
1.标记-清除算法

一、判断对象是否可被回收

1.引用计数法

给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器就加 1；当引用失效，计数器就减 1；任何时候计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的。

这个方法实现简单，效率高，但是目前主流的虚拟机中并没有选择这个算法来管理内存，其最主要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。如下面代码所示：除了对象 objA 和 objB 相互引用着对方之外，这两个对象之间再无任何引用。但是他们因为互相引用对方，导致它们的引用计数器都不为 0，于是引用计数算法无法通知 GC 回收器回收他们。

public class ReferenceCountingGc {
    
    Object instance = null;
	public static void main(String[] args) {
    
		ReferenceCountingGc objA = new ReferenceCountingGc();
		ReferenceCountingGc objB = new ReferenceCountingGc();
		objA.instance = objB;
		objB.instance = objA;
		objA = null;
		objB = null;

	}
}

在这里插入图片描述

2.可达性算法

这个算法的基本思想就是通过一系列的称为 “GC Roots” 的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，节点所走过的路径称为引用链，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连的话，则证明此对象是不可用的，需要被回收。

下图中的 Object 6 ~ Object 10 之间虽有引用关系，但它们到 GC Roots 不可达，因此为需要被回收的对象。
在这里插入图片描述

常作为GC Roots的对象

虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象（这里说的对象都是指new出来存储在堆中的对象）。
本地方法栈(Native 方法)中引用的对象
方法区中类静态属性引用的对象
方法区中常量引用的对象
所有被同步锁持有的对象

二、四种引用

引用分为强引用、软引用、弱引用、虚引用四种（引用强度逐渐减弱）
1．强引用（StrongReference）

以前我们使用的大部分引用实际上都是强引用，这是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那就类似于必不可少的生活用品，垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java 虚拟机宁愿抛出 OutOfMemoryError 错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足问题。

2．软引用（SoftReference）

软引用，如果内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它，如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收，JAVA 虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。在回收软引用所指向的对象时，软引用本身不会被清理，如果想要清理软引用，需要使用引用队列

3．弱引用（WeakReference）

弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。
弱引用同样可以和引用队列联合使用

4．虚引用（PhantomReference）

与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收。虚引用必须和引用队列联合使用（因为被引用对象被回收后，其关联的直接内存是无法被直接释放的，因为这个直接内存不受jvm管控，所以为了回收这个直接内存就需要这个虚引用和队列配合起来使用）
在这里插入图片描述
软引用使用案例

package com.atguigu.test8;

import com.sun.scenario.effect.impl.sw.sse.SSEBlend_SRC_OUTPeer;

import java.io.IOException;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.util.ArrayList;

public class Demo1 {
    
    public static int _4MB = 4 * 1024 * 1024;
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    
        method1();
    }
    // 设置 -Xmx20m , 演示堆内存不足,
    public static void method1() throws IOException {
    
        ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i < 5; i++) {
    
            list.add(new byte[_4MB]);
        }
        System.in.read();
    }
    // 演示 软引用
    public static void method2() throws IOException {
    
        //使用软引用对象 list和SoftReference之间是强引用，而SoftReference和byte数组之间则是软引用
        ArrayList<SoftReference<byte[]>> list = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i < 5; i++) {
    
            SoftReference<byte[]> ref = new SoftReference<>(new byte[_4MB]);
            System.out.println(ref.get());
            list.add(ref);
            System.out.println(list.size());
        }
        System.out.println("循环结束：" + list.size());
        for(SoftReference<byte[]> ref : list) {
    
            System.out.println(ref.get());
        }
    }
}