JVM对象回收机制（上）

我们知道Java实例对象存储在堆中，等不用的时候，GC会回收它，但是GC是不受程序控制的，它会在满足条件时自动触发。那我们接下来就聊一聊这个条件。

在发生GC时，一个对象，JVM总能找到引用它的祖先，最后发现这个祖先已经被回收，那么它们就都会被清理掉，而能够躲过垃圾回收的那些祖先，我们管它叫GC Roots。

引用计数法

该方法是在对象头里面维护了一个计数器，每当该对象被引用1次，计数器+1，引用失效，则计数器-1，当计数器为0时，就会被认为无效。到那时这种方法有一个硬伤，就是针对循环引用，就处理不了了，所以现在主流的JVM都不采用这种方法了。

可达性分析法

这个算法的基本思路就是通过一系列被称为GC Roots的对象作为起始点，从这些节点开始往下搜索，搜索所走过的路径被称为引用链（Reference Chain），当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连，即从GC Roots到这个对象不可达，则证明此对象是不可用的。

图中object4、object5、object6由于不能和GC Roots产生关系，所以发生GC时就会被回收。

GC Roots对象

在Java语言中，常常包含这几类对象：

• 虚拟机栈（栈帧中的局部变量表）中引用的对象
• 方法区中类静态属性引用的对象
• 方法区中常量引用的对象
• 本地方法栈中JNI (即所谓的Native方法)引用的对象

引用级别

如果说满足了上面的条件，即可以找到引用链的对象，就一定会存活吗？接下来要说的就是，其实判断对象的存活还与引用有关，Java对引用的概念进行了扩充，做了更细致的划分：强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）、虚引用（Phantom Reference）4种。

强引用

强引用在我们代码中很常见，类似：String s = new String("s")这类的引用都是强引用，只要引用还存在，垃圾收集器就永远不会回收被引用的对象。所以当内存不足时，JVM就会抛出OutOfMemoryError的错误。

软引用

软引用时用来描述一些还有用但是并非必需的对象，在内存足够的时候，软引用对象不会被回收，只有在内存不足的时候，系统则会回收这些引用对象，如果回收了仍然没有足够的内存，才会抛出内存溢出。

从上面可以看出，软引用非常适合做缓存技术。

软引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用。如果软引用所引用对象被垃圾回收，JAVA虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

ReferenceQueue<String> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
String str = new String("yuxingxin");
SoftReference<String> softReference = new SoftReference<>(str, referenceQueue);

我们有时候调用System.gc()方法只是起通知作用，JVM什么时候扫描回收对象是JVM根据自己的状态决定的，就算扫描到软引用对象也不一定回收它，只有内存不够的时候才回收。

当内存不足时，JVM首先会将软引用的对象置为null，然后通知垃圾回收机制进行回收。

也就是说，垃圾收集线程会在虚拟机抛出OutOfMemoryError之前回收软引用对象，而且虚拟机会尽可能优先回收长时间闲置不用的软引用对象。对那些刚构建的或刚使用过的“较新的”软引用对象会被虚拟机尽可能保留，这就是引入引用队列ReferenceQueue的原因。

弱引用

弱引用也是用来描述非必需对象的，但是它的强度会更弱一些，生命周期也更短。即当JVM进行垃圾回收时，无论内存是否足够，都会回收弱引用对象，它的应用场景和软引用类似，可以在一些对内存更加敏感的系统里采用，不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

同样，弱引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

String str = new String("yuxingxin");
WeakReference<String> weakReference = new WeakReference<>(str);
// 弱引用转强引用
String strongReference = weakReference.get();

虚引用

顾名思义，形同虚设，如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收。它常用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。

另外，它必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。

String str = new String("yuxingxin");
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
// 创建虚引用，要求必须与一个引用队列关联
PhantomReference pr = new PhantomReference(str, queue);

程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要进行垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

总结

引用类型	被垃圾回收时间	用途场景	生命周期
强引用	从来不会	对象的一般状态	JVM停止运行时终止
软引用	当内存不足时	对象缓存	内存不足时终止
弱引用	正常垃圾回收时	对象缓存	垃圾回收后终止
虚引用	正常垃圾回收时	跟踪对象的垃圾回收	垃圾回收后终止

OOM发生区域对比：

区域	是否线程私有	是否会发生OOM
程序计数器	是	否
Java虚拟机栈	是	是
本地方法栈	是	是
方法区	否	是
堆	否	是
直接内存	否	是