彻底理解JVM垃圾回收-基础概念理解（七）

引用计数法

给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器引用就减1；任何时刻计数器都为0的对象就是不可能再被使用的对象。客观的说引用计数算法实现简单，判定效率也很高，在大部分去情况下它都是一个不错的算法，但是在Java语言中没有选用引用计数法来管理内存，最主要的原因是它很难解决对象之间的相互循环引用的问题。如图：

说明：

图例中，Object0到Object4为存活对象，Object3到Object5为可回收对象，因为Object3到Object5他们之间存在相互引用关系，导致它们的引用计数都不为0，于是引用计数算法无法通知GC收集器回收他们。

根搜索算法

根搜索算法的基本思路就是通过一系列的名为“GC Root” 的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径成为引用链（Reference Chain），当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连（用图论的话就是从GC Roots到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可用的，如引用计数法所画的图示，对象Object3到Object5虽然相互关联，但是他们到GC Roots是不可达的话，它们就可以判定为可回收的垃圾对象。
在Java语言中，可以作为GC Roots的对象主要包含以下几种：

虚拟机栈（栈帧中的本地变量表））中的引用的对象。
方法区中（元空间）的类静态属性引用的对象
方法区常量引用的对象
本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）的引用的对象。

虚拟机栈

对象引用问题

无论通过引用计数算法，还是根搜索算法判断对象的引用链是否可达，判定对象是否存活都与“引用”有关。目前在Java中将引用可分为：强引用、软引用、弱引用、虚引用四种，这四种引用强度依次减弱。

强引用: 代码中普遍存在的，类似Object o = new Object()这类的引用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉引用的对象。
软引用：用来描述一些还有用，但是非必需的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围之中并进行第二次回收。如果这次回收还是没有足够的内存，才会抛出内存溢出的异常。在JDK1.2之后提供了SoftReference类来实现软引用。
虚引用：也成为幽灵引用或者幻影引用，他是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会影响其生存时间构成影响，也无法通过一个虚引用来取得一个对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是希望能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。在JDK1.2之后提供了PhantomReference类来实现虚引用。

对象的生死存亡（将死对象是否可以拯救？）

在根据搜索算法中不可达的对象，也并非是要清理的对象，要真正宣布一个对象为垃圾对象，至少要经历两次标记过程：如果对象在进行根搜索后发现没有与GC Roots相连接的引用链，那它将会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是次对象是否有必要执行finalize()方法。当对象没有覆盖finalize()方法或者finalize()方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为"没有必要执行"。
如果这个对象被判定为有必要执行，那么这个对象将会被放在一个F-Queue的队列之中，并且在稍后由一条虚拟机自建的、低优先级的Finalizer线程去执行。这里所谓的执行是指虚拟机会触发这个方法，但并不承诺会等待它运行结束。这样做的原因是，如果一个对象在finalize()方法中执行缓慢，或者发生了死循环甚至更极端的情况下，将很可能导致F-Queue队列中中的其他对象永久处于等待状态，甚至导致整个内存回收系统崩溃。finalize()方法是对象逃脱死亡的最后一次机会，稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模的标记，如果对象要在finalize()中成功拯救自己——只要重新与引用链上的任何一个对象建立关联关系即可，例如把自己（this关键字）赋值给某个变量或者对象的成员变量，那么在第二次标记时它将被移除出“即将回收”的集合；如果对象这时候没有逃脱，那么它将会被作为垃圾对象被清理。
finalize()方法只会被系统自动调用一次，入股对象面临下一次回收，它的finalize()方法不会被再次执行。