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判断对象是否可回收的方法?

约 894 字大约 3 分钟

JVM字节

2025-03-20

⭐ 题目日期:

字节 - 2024/12/10

📝 题解:

在Java等采用自动内存管理的语言中,判断对象是否可回收的核心方法是可达性分析算法,结合引用类型和垃圾收集器的具体策略。以下是具体步骤和原理:


1. 可达性分析(Reachability Analysis)

  • 基本思想:从一组GC Roots对象出发,遍历所有引用链,标记所有可达对象。不可达的对象即为可回收对象。
  • GC Roots 包括
    1. 虚拟机栈中引用的对象(局部变量、方法参数等)。
    2. 方法区中静态属性引用的对象(类静态变量)。
    3. 方法区中常量引用的对象(如字符串常量池中的引用)。
    4. 本地方法栈中JNI(Native方法)引用的对象。
    5. Java虚拟机内部引用(如系统类加载器、异常对象等)。
    6. 被同步锁(synchronized)持有的对象。
    7. 其他临时性GC Roots(如分代收集中的跨代引用)。

2. 引用类型的影响

Java定义了4种引用类型,影响回收策略:

引用类型回收条件典型场景
强引用对象被强引用关联时,永不回收。Object obj = new Object()
软引用内存不足时回收。缓存
弱引用无论内存是否充足,GC时立即回收。缓存(WeakHashMap)
虚引用无法通过虚引用访问对象,仅用于跟踪回收通知。对象回收跟踪

3. Finalize() 方法

  • 对象被标记为不可达后,若其类覆盖了 finalize() 方法,会进入 F-Queue 队列。
  • Finalizer线程执行 finalize() 方法,若对象在方法中重新被引用(如赋值给静态变量),则逃脱回收。
  • 注意finalize() 方法执行时机不确定,且性能差,不推荐依赖此方法。

4. 分代收集与回收策略

  • 分代假设:大部分对象生命周期短,少数长期存活。
  • 分代划分
    • 新生代(Young Generation):使用复制算法(Minor GC)。
    • 老年代(Old Generation):使用标记-清除或标记-整理算法(Major GC/Full GC)。
  • 晋升条件:对象在新生代存活多次GC后,晋升到老年代。

5. 垃圾收集器实现差异

不同垃圾收集器优化可达性分析过程:

  • Serial/Parallel GC:完全STW(Stop The World),单线程/多线程标记。
  • CMS(Concurrent Mark Sweep):并发标记,减少STW时间。
  • G1(Garbage-First):分区回收,优先回收垃圾比例高的区域。
  • ZGC/Shenandoah:使用读屏障(Read Barrier)实现并发标记,几乎无STW。

6. 判断流程总结

  1. 标记阶段:从GC Roots出发,标记所有可达对象。
  2. 筛选不可达对象:未被标记的对象进入待回收集合。
  3. 引用类型处理:根据软、弱、虚引用策略调整回收。
  4. Finalize检查:对覆盖finalize()的对象尝试复活。
  5. 回收内存:清除不可达对象,整理内存空间。

7. 开发建议

  • 避免内存泄漏:及时解除无用对象的强引用(如集合中的缓存、监听器)。
  • 合理使用引用类型:用弱引用管理缓存,避免OOM。
  • 避免重写finalize():改用PhantomReference或清理钩子(如try-with-resources)。

结论
对象是否可回收的核心标准是是否从GC Roots可达,结合引用类型和垃圾收集器的策略。理解这些机制有助于优化内存使用,避免内存泄漏。