Java GC垃圾回收演演算法分析

2022-12-21 14:01:26

物件探活

在討論回收演演算法前，更為重要的問題是如何判斷一個物件是否可以被回收？

參照計數演演算法

每個物件會維護一個count，當有一個物件的屬性參照自己時，count自增。當為0時，意味可被回收。

缺點：

需要頻繁執行維護count的操作
無法解決迴圈依賴問題。比如下圖中的D與E節點，已經沒有其他物件的內部在參照時，應該被判定為可回收物件。但是由於雙方相互參照，形成了迴圈依賴，無法被回收。

可達性分析（目前主流虛擬機器器垃圾回收器採取的演演算法）：

將符合的GC Roots作為初始的存活對集合，以該集合中的Roots為起點，探索所有能夠被Roots參照到的物件，並加入到Roots集合中，這個過程稱之為標記。未被探索到的物件即是可回收物件（死亡的）。

優點：可以解決參照計數演演算法的迴圈依賴問題。從GC Roots出發，無法探測到迴圈依賴的物件，那麼就會進行回收。

那麼什麼樣的物件可以被作為Root物件（包括但不限於）

區域性變數表中的物件參照
已被載入的靜態屬性參照的物件
常數物件參照

強-軟-弱-虛參照

有些時候，我們有這樣一種需求，當記憶體足夠時，會保留一些物件，方便後續呼叫。當記憶體不足時，將這些物件回收，留出更多的記憶體空間。系統的很多快取功能符合上述條件。

// 強參照：只要參照可達，就永遠不會被回收
Object obj = new Object();
// 軟參照：堆記憶體不夠時被回收
SoftReference<Object> softReference = new SoftReference<>(obj);
// 弱參照：只要觸發GC就會被回收
WeakReference<Object> weakReference = new WeakReference<>(obj);
/**
 * 虛參照：虛參照不會決定物件的生命週期，如果一個物件持有虛參照，那麼和沒有參照一樣，get永遠返回null。
 *
 * 需要配合參照佇列使用，當垃圾回收器準備回收一個虛參照時，會將其加入到參照佇列中。
 *
 * 程式可以根據虛參照是否入隊，來了解物件是否即將被垃圾回收，進而執行一些響應操作。
 */
Object obj2 = new Object();
ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<Object> phantomReference = new PhantomReference<>(obj2, referenceQueue);
System.out.println(phantomReference.isEnqueued()); // false
obj2 = null;
System.gc();
Thread.sleep(500);
System.out.println(phantomReference.isEnqueued()); // true