垃圾回收算法

垃圾回收主要是针对堆和方法区进行；程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈这三个区域属于线程私有的，只存在于线程的生命周期内，线程结束之后也会消失，因此不需要对这三个区域进行垃圾回收。

一. 垃圾标记阶段

概述

堆中存放这几乎所有的Java对象实例，在GC执行垃圾回收之前，首先区分内存区哪些是存活对象，哪些是已经死亡对象。被标记为已经死亡的对象，GC才会在执行垃圾回收时，释放内存空间。判断对象存活的方式: 引用计数器算法和可达性分析算法

1.1 引用计数算法

引用计数算法对每个对象保存一个整型的引用计数器属性，用于记录对象被引用的情况。
当对象增加一个引用时计数器加 1，引用失效时计数器减 1。引用计数为 0 的对象可被回收。

优点

实现简单，垃圾对象便于辨识。判定效率高。回收没有延迟性。

缺点

• 增加了存储空间的开销
• 无法处理循环引用的情况，致命缺陷。

1.2 可达性分析算法

可达性算法:也可以称为 根搜索算法、追踪性垃圾收集。
  当前主流的商用程序语言（Java、C#，上溯至前面提到的古老的Lisp）的内存管理子系统，都是
通过可达性分析（Reachability Analysis）算法来判定对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过
一系列称为“GC Roots”的根对象作为起始节点集，从这些节点开始，根据引用关系向下搜索，搜索过
程所走过的路径称为“引用链”（Reference Chain），如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连，
或者用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达时，则证明此对象是不可能再被使用的。

在 Java 中 GC Roots 一般包含以下内容:

• 在虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象，譬如各个线程被调用的方法堆栈中使用到的 参数、局部变量、临时变量等。
• 方法区中类静态属性引用的对象。比如Java类的引用类型静态变量。
• 方法区中的常量引用的对象。比如字符串常量池的引用。
• 本地方法栈中引用的对象。

二. finalization机制

对象在回收之前涉及了一个方法的调用 finalize()

• Java语言提供了对象finalization机制允许开发人员提供对象被销毁之前的自定义处理逻辑。
• 当垃圾回收器发现没有引用指向一个对象，即:垃圾回收此对象之前。总会调用这个对象的finalize()方法
• finalize()方法允许在子类中被重写，用于在对象被回收时进行资源释放。通常这个方法进行一些资源释放和清理的工作。比如关闭文件和数据库连接等。
• 永远不要主动调用对象的finalize()方法，应该交给垃圾回收机制调用。理由:
  • 在finalize()时可能导致对象复活。
  • finalize() 方法的执行时间是没有保障的，它会完全由GC线程决定，极端情况下若不发生GC，则finalize()方法将没有执行机会。
  • 一个糟糕的finalize()方法严重影响GC的性能。
• 由于finalize()方法的存在，虚拟机中的对象一般处于三种可能的状态
  • 如果从所有的根节点都无法访问到某个对象，说明对象己经不再使用了。一般来说，此对象需要被回收。但事实上，也并非是“非死不可”的，这时候它们暂时处于“缓刑”阶段。一个无法触及的对象有可能在某一个条件下“复活”自己，如果这样，那么对它的回收就是不合理的，为此，定义虚拟机中的对象可能的三种状态。如下：
    • 可触及的: 从根节点，可以到达这个对象。
    • 可复活的: 对象的所有引用都被释放，但是对象有可能在finalize()中复活。
    • 不可触及的: 对象的finalize()被调用，并且没有复活，那么就会进入不可触及状态。不可触及的对象不可能被复活，因为finalize()只会被调用一次。

2.1 具体过程

判定一个对象objB是否可回收，至少要经历两次标记过程:

1. 如果对象objB到GC Roots没有引用链，则进行第一次标记。
2. 进行筛选，判断此对象是否有必要执行finalize()方法

• 如果对象objB没有重写finalize()方法，或者finalize()方法已经被虚拟机调用过，则虚拟机视为“没有必要执行”，objB被判定为不可触及的。
• 如果对象objB重写了finalize()方法，且还未执行过，那么objB会被插入到F-Queue队列中，由一个虚拟机自动创建的、低优先级的Finalizer线程触发其finalize()方法执行。
• finalize()方法是对象逃脱死亡的最后机会，稍后GC会对F-Queue队列中的对象进行第二次标记。如果objB在finalize()方法中与引用链上的任何一个对象建立了联系，那么在第二次标记时，objB会被移出“即将回收”集合。之后，对象会再次出现没有引用存在的情况。在这个情况下，finalize()方法不会被再次调用，对象会直接变成不可触及的状态，也就是说，一个对象的finalize()方法只会被调用一次。