垃圾收集主要是針對堆和方法區(qū)進行。程序計數(shù)器、虛擬機棧和本地方法棧這三個區(qū)域?qū)儆诰€程私有的，只存在于線程的生命周期內(nèi)，線程結(jié)束之后就會消失，因此不需要對這三個區(qū)域進行垃圾回收。

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一、判斷一個對象是否可被回收

1. 引用計數(shù)算法

為對象添加一個引用計數(shù)器，當對象增加一個引用時計數(shù)器加 1，引用失效時計數(shù)器減 1。引用計數(shù)為 0 的對象可被回收。

在兩個對象出現(xiàn)循環(huán)引用的情況下，此時引用計數(shù)器永遠不為 0，導致無法對它們進行回收。正是因為循環(huán)引用的存在，因此 Java 虛擬機不使用引用計數(shù)算法。

public class Test {
    public Object instance = null;
    public static void main(String[] args) {
        Test a = new Test();
        Test b = new Test();
        a.instance = b;
        b.instance = a;
        a = null;
        b = null;
        doSomething();
    }
}

在上述代碼中，a 與 b 引用的對象實例互相持有了對象的引用，因此當我們把對 a 對象與 b 對象的引用去除之后，由于兩個對象還存在互相之間的引用，導致兩個 Test 對象無法被回收。

• 優(yōu)點：執(zhí)行效率高，程序執(zhí)行受影響較小。
• 缺點：無法檢測出循環(huán)引用的情況，引起內(nèi)存泄漏。

2. 可達性分析算法

通過判斷對象的引用鏈是否可達來決定對象是否可以被回收。

以 GC Roots 為起始點進行搜索，可達的對象都是存活的，不可達的對象可被回收。

Java 虛擬機使用該算法來判斷對象是否可被回收，GC Roots 一般包含以下內(nèi)容：

• 虛擬機棧中局部變量表中引用的對象（棧幀中的本地方法變量表）
• 本地方法棧中 JNI（Native方法） 中引用的對象
• 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象
• 方法區(qū)中的常量引用的對象
• 活躍線程的引用對象

3. 方法區(qū)的回收

因為方法區(qū)主要存放永久代對象，而永久代對象的回收率比新生代低很多，所以在方法區(qū)上進行回收性價比不高。

主要是對常量池的回收和對類的卸載。

為了避免內(nèi)存溢出，在大量使用反射和動態(tài)代理的場景都需要虛擬機具備類卸載功能。

類的卸載條件很多，需要滿足以下三個條件，并且滿足了條件也不一定會被卸載：

• 該類所有的實例都已經(jīng)被回收，此時堆中不存在該類的任何實例。
• 加載該類的 ClassLoader 已經(jīng)被回收。
• 該類對應(yīng)的 Class 對象沒有在任何地方被引用，也就無法在任何地方通過反射訪問該類方法。

4. finalize()

類似 C++ 的析構(gòu)函數(shù)，用于關(guān)閉外部資源。但是 try-finally 等方式可以做得更好，并且該方法運行代價很高，不確定性大，無法保證各個對象的調(diào)用順序，因此最好不要使用。

當一個對象可被回收時，如果需要執(zhí)行該對象的 finalize() 方法，那么就有可能在該方法中讓對象重新被引用，從而實現(xiàn)自救。自救只能進行一次，如果回收的對象之前調(diào)用了 finalize() 方法自救，后面回收時不會再調(diào)用該方法。

Object 的finalize()方法的作用是否與C++的析構(gòu)函數(shù)作用相同？

• 與C++的析構(gòu)函數(shù)不同，析構(gòu)函數(shù)調(diào)用確定，而finalize()方法是不確定的；
• 當垃圾回收器要宣告一個對象死亡時，至少要經(jīng)歷兩次標記過程。如果對象在進行可達性分析以后，沒有與GC Root直接相連接的引用量，就會被第一次標記，并且判斷是否執(zhí)行finalize()方法；如果這個對象覆蓋了finalize()方法，并且未被引用，就會被放置于F-Queue隊列，稍后由虛擬機創(chuàng)建的一個低優(yōu)先級的finalize()線程去執(zhí)行觸發(fā)finalize()方法；
• 由于線程的優(yōu)先級比較低，執(zhí)行過程隨時可能會被終止；
• 給予對象最后一次重生的機會

二、引用類型

無論是通過引用計數(shù)算法判斷對象的引用數(shù)量，還是通過可達性分析算法判斷對象是否可達，判定對象是否可被回收都與引用有關(guān)。

Java 提供了四種強度不同的引用類型。

1. 強引用

被強引用關(guān)聯(lián)的對象不會被回收。

使用 new 一個新對象的方式來創(chuàng)建強引用。

Object obj = new Object();

拋出OOM Error終止程序也不會回收具有強引用的對象，只有通過將對象設(shè)置為null來弱化引用，才能使其被回收。

2. 軟引用

表示對象處在有用但非必須的狀態(tài)。

被軟引用關(guān)聯(lián)的對象只有在內(nèi)存不夠的情況下才會被回收?？梢杂脕韺崿F(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。

使用 SoftReference 類來創(chuàng)建軟引用。

Object obj = new Object();
SoftReference