对象存活性判断

GC 从其底层实现方式（即 GC 算法）来看，大体可以分为两大类：基于可达性分析的 GC 和基于引用计数法的 GC。当然，这样的分类也不是绝对的，很多现代 GC 的设计就融合了引用计数和可达性分析两种。

可达性分析法：基本思路就是通过根集合（GC Root）作为起始点，从这些节点出发，根据引用关系开始搜索，所经过的路径称为引用链，当一个对象没有被任何引用链访问到时，则证明此对象是不活跃的，可以被回收。使用此类算法的有 JVM、.NET、Golang 等。
引用计数法：引用计数法没有用到根集概念。其基本原理是：在堆内存中分配对象时，会为对象分配一段额外的空间，这个空间用于维护一个计数器，如果有一个新的引用指向这个对象，则计数器的值加 1；如果指向该对象的引用被置空或指向其它对象，则计数器的值减 1。每次有一个新的引用指向这个对象时，计数器加 1；反之，如果指向该对象的引用被置空或指向其它对象，则计数器减 1；当计数器的值为 0 时，则自动删除这个对象。使用此类算法的有 Python、Objective-C、Perl 等。

基于引用计数法的 GC，天然带有增量特性（incremental），GC 可与应用交替运行，不需要暂停应用；同时，在引用计数法中，每个对象始终都知道自己的被引用数，当计数器为 0 时，对象可以马上回收，而在可达性分析类 GC 中，即使对象变成了垃圾，程序也无法立刻感知，直到 GC 执行前，始终都会有一部分内存空间被垃圾占用。

上述两类 GC 各有千秋，真正的工业级实现一般是这两类算法的组合，但是总体来说，基于可达性分析的 GC 还是占据了主流，究其原因，首先，引用计数算法无法解决循环引用无法回收的问题，即两个对象互相引用，所以各对象的计数器的值都是 1，即使这些对象都成了垃圾（无外部引用），GC 也无法将它们回收。当然上面这一点还不是引用计数法最大的弊端，引用计数算法最大的问题在于：计数器值的增减处理非常繁重，譬如对根对象的引用，此外，多个线程之间共享对象时需要对计数器进行原子递增/递减，这本身又带来了一系列新的复杂性和问题，计数器对应用程序的整体运行速度的影响。

引用计数（Reference Counting）

引用计数器在微软的 COM 组件技术中、Adobe 的 ActionScript3 种都有使用。引用计数器的原理很简单，对于一个对象 A，只要有任何一个对象引用了 A，则 A 的引用计数器就加 1，当引用失效时，引用计数器就减 1。只要对象 A 的引用计数器的值为 0，则对象 A 就不可能再被使用。引用计数器的实现也非常简单，只需要为每个对象配置一个整形的计数器即可。

但是引用计数器有一个严重的问题，即无法处理循环引用的情况。因此，在 Java 的垃圾回收器中没有使用这种算法。一个简单的循环引用问题描述如下：有对象 A 和对象 B，对象 A 中含有对象 B 的引用，对象 B 中含有对象 A 的引用。此时，对象 A 和对象 B 的引用计数器都不为 0。但是在系统中却不存在任何第 3 个对象引用了 A 或 B。也就是说，A 和 B 是应该被回收的垃圾对象，但由于垃圾对象间相互引用，从而使垃圾回收器无法识别，引起内存泄漏。

引用树遍历

所谓的引用树本质上是有根的图结构，它沿着对象的根句柄向下查找到活着的节点，并标记下来；其余没有被标记的节点就是死掉的节点，这些对象就是可以被回收的，或者说活着的节点就是可以被拷贝走的，具体要看所在 HeapSize 中的区域以及算法，它的大致示意图如下图所示(注意这里是指针是单向的)：

首先，所有回收器都会通过一个标记过程来对存活对象进行统计。JVM 中用到的所有现代 GC 算法在回收前都会先找出所有仍存活的对象。下图中所展示的 JVM 中的内存布局可以用来很好地阐释这一概念：

而所谓的 GC 根对象包括：当前执行方法中的所有本地变量及入参、活跃线程、已加载类中的静态变量、JNI 引用。接下来，垃圾回收器会对内存中的整个对象图进行遍历，它先从 GC 根对象开始，然后是根对象引用的其它对象，比如实例变量。回收器将访问到的所有对象都标记为存活。存活对象在上图中被标记为蓝色。当标记阶段完成了之后，所有的存活对象都已经被标记完了。其它的那些(上图中灰色的那些)也就是 GC 根对象不可达的对象，也就是说你的应用不会再用到它们了。这些就是垃圾对象，回收器将会在接下来的阶段中清除它们。

不过那些发现不能到达 GC Roots 的对象并不会立即回收，在真正回收之前，对象至少要被标记两次。当第一次被发现不可达时，该对象会被标记一次，同时调用此对象的 finalize()方法(如果有)；在第二次被发现不可达后，对象被回收。利用 finalisze() 方法，对象可以逃离一次被回收的命运，但是只有一次。逃命方法如下，需要在 finalize() 方法中给自己加一个 GCRoots 中的 hook：

public class EscapeFromGC(){
   public static EscapeFromGC hook;
   @Override
   protected void finalize() throws Throwable {
      super.finalize();
      System.out.println("finalize mehtod executed!");
      EscapeFromGC.hook = this;
}

最近更新于 0001-01-01