浅谈java垃圾收集器

前几天面试，被问到谈下java是怎样回收垃圾的，当时回答得太少，所以回去自己看了下java虚拟机是如何管理这一块的。

分享下自己的看法，欢迎大家和我一起探讨。

java不像c++一样，java是把垃圾回收完完全全的交给了虚拟机去处理，C++则需要自己的分配内存以及回收垃圾。当然java这一做法极大的降低的编程的难度，但是其中也有一些弊端。

我在这里主要探讨下java是如何回收堆区和方法区的内存（垃圾）回收吧，后面说的“内存”都值这部分内容。

垃圾回收器在对堆进行回收前，第一件事情就是要确定这些对象之中哪些还“存活”着，哪些以及死去（即不可能再被任何途径使用的对象）。

但是，怎样判断一个对象是否存活呢？我当时答的是：引用计数算法，给对象添加一个引用计数器，每当一个地方引用它时，计数器值就加一；

当引用失效时，计数器就减一；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。

当时面试官听到后，是这样说的，引用计数算法，判断效率很高，在大部分情况下它都是一个不错的算法，应用也比较广泛。

我以为我的答案还让面试官比较满意，结果回去自己看了一下，主流的java虚拟机里面它是没！有！选用引用计数算法来管理内存的，最主要的原因就是它很难解决对象相互循环引用的问题！（就像两个对象的实例相互指向，当着两个的引用为null，由于他们还是相互引用着对方，导致他们计数器都不为0，于是无法回收。）

那虚拟机是怎样来判断对象死了呢？

可达性分析算法，这个算法基本思路就是通过一系列的称为"GC Roots "的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索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时，则证明此对象的不可用的。

在Java语言中，可作为GC Roots的对象包括下面几种：

1.虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。

2.方法区中类静态属性引用的对象。

3.方法区中常量引用的对象。

4.本地方法栈中Native引用的对象。

但是！！！！！即使是在可达性分析算法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的。

这时候它们只是暂时处于“缓刑”阶段，要真正宣告一个对象死亡时，至少要经历两次标记过程：

第一次是进行可达性分析后发现没有引用链，则进行第一次标记，标记之后则会进行一次筛选。筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize（）方法。当对象没有覆盖finalize（）方法，或者finalize（）方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”，则这个对象死亡，可以回收。

但是，当这个对象判定为有必要执行finalize（）方法时，那么这个对象将会放置一个叫做F-Queue的队列之中，并在稍后由一个由虚拟机自动建立的，低优先级的Finalizer线程去执行它。这里的执行意思是，虚拟机会触发这个方法，但并不承诺会等待他运行结束。这样做的原因是，如果一个对象的finalize（）方法中执行缓慢，或者发生了死循环，将很可能导致F-Queue队列中其他对象永久处于等待，甚至整个内存回收系统崩溃！

finalize（）方法是对象逃脱被回收的最后一次机会，稍后GC将对F- Queue中的对象进行对二次小规模的标记，如果对象要在finalize（）中逃脱，只有重新将引用链上的任何对象建立关联即可，譬如把自己（this关键字）赋给某个类变量或者对象的成员变量，那在第二次标记时它将被移出“即将回收”的集合；如果没有逃脱，则被回收掉。

但是，java不建议程序员这样去做，这并不是c/c++的析构函数，只是java刚诞生时为了是C/C++程序员更容易去接受所做出的妥协。它的运行代价高昂，不确定性大，无法保证各个对象的调用顺序。finalize（）能做的所有工作，使用try-finally或者其他方式都可以做得更好更及时。所有不建议用这个方法。

了解了堆区的回收之后，再来了解方法区的回收就要简单多了。

虽然方法区的垃圾收集效率远低于堆区，但是方法区依旧会内存溢出。这里主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。

废弃常量的回收与回收java堆中的对象非常相似。以常量池中字符串“abc”为例。加入一个常量池中存在字符串“abc”，但是当前系统没有一个String对象是叫做“abc”的，这是就会发生内存回收，而且有必要的话，这个“abc”常量将会被系清理出常量池。常量池中的其他类（接口），方法，字段的符号引用也与此相似。

那，无用的类是怎么样回收的呢？它的条件就苛刻很多了。类需要同时满足下面三个条件才能算是“无用的类”：

1.该类所有的实例都已经被回收

2.加载该类的ClassLoader已经被回收

3.该类对应的java.lang.Classs对象没有在任何对方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类

虚拟机可以对满足上述三个条件的无用类进行回收，但只是“可以”，并不像对象，不使用了必然回收。虚拟机提供了一些参数进行控制，可以查看类加载和卸载信息。

在大量使用反射，动态代理，CGLib等ByteCode框架，动态生成JSP已经OSGi这类频繁自定义ClassLoader的场景都需要虚拟机具备类卸载的功能，以保证永久代不会溢出。

至于，垃圾回收的算法，整理好了之后在于大家探讨。