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9. JVM垃圾回收

news 2025/7/13 6:08:47

1. 对象垃圾回收

如果一个或多个对象没有任何的引用指向它了，那么这个对象现在就是垃圾，如果定位了垃圾，则有可能会被垃圾回收器回收。

如果要定位什么是垃圾，有两种方式来确定：

第一个是引用计数法。
第二个是可达性分析算法。

1.1 引用计数法

每个对象维护一个引用计数器
当有引用指向该对象时，计数器加1
当引用失效时，计数器减1
当计数器为0时，表示对象可以被回收

示例：

Object A = new Object();  // A的引用计数=1
Object B = A;            // A的引用计数=2
A = null;                // A的引用计数=1 (B仍引用)
B = null;                // A的引用计数=0 (可回收)

优点：

实现简单
可以立即回收垃圾对象
回收操作平摊在程序运行过程中

缺点

无法解决循环引用问题（主要缺点）
计数器维护带来额外开销
多线程环境下需要同步操作计数器

// 循环依赖的情况
class Node {Node next;
}Node a = new Node();  // a计数=1
Node b = new Node();  // b计数=1
a.next = b;          // b计数=2
b.next = a;          // a计数=2a = null;            // a计数=1 (b.next引用)
b = null;            // b计数=1 (a.next引用)
// 此时a和b形成循环引用，计数都不为0，但实际已不可达

1.2 可达性分析算法

JVM采用的垃圾回收算法
通过一系列称为"GC Roots"的根对象作为起始点
从这些根对象开始向下搜索，搜索走过的路径称为"引用链"
当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则判断为可回收对象

GC Roots包括：

虚拟机栈（栈帧中的局部变量表）中引用的对象

void method() {Object obj = new Object();  // obj是GC Root
} // 方法结束后obj不再为GC Root

方法区中类静态属性引用的对象

class MyClass {static Object staticObj;  // staticObj是GC Root
}

方法区中常量引用的对象

class MyClass {final static Object CONST_OBJ = new Object();  // GC Root
}

本地方法栈中JNI（即Native方法）引用的对象
Java虚拟机内部的引用（如基本类型对应的Class对象）
被同步锁（synchronized）持有的对象

优点

可以解决循环引用问题
更适合面向对象的语言特性

缺点

需要暂停用户线程（Stop The World）进行可达性分析
实现相对复杂

对比总结

特性	引用计数法	可达性分析算法
实现复杂度	简单	复杂
循环引用处理	无法处理	可以处理
实时性	实时回收	需要GC触发
性能开销	计数操作分散	集中式GC停顿
使用场景	Python、PHP等	Java、C#等