1. 如何判斷對象可以被回收

堆中幾乎放著所有的對象實(shí)例，對堆垃圾回收前的第一步就是要判斷那些對象已經(jīng)死亡（即不能再被任何途徑使用的對象）。

1.1 引用計(jì)數(shù)法

實(shí)現(xiàn)思路：給對象添加一個引用計(jì)數(shù)器肮砾。每當(dāng)有一個地方引用它時残吩，計(jì)數(shù)器加1生棍；引用失效時計(jì)數(shù)器減1。在任何時刻計(jì)數(shù)器為0的對象就是不可能再被使用的猪钮。

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單，效率高胆建。

缺點(diǎn)：很難解決對象之間的相互循環(huán)引用烤低。A引用B，B引用A ——循環(huán)引用 （引用計(jì)數(shù)算法）由于A笆载、B彼此引用對方扑馁，導(dǎo)致引用計(jì)數(shù)都不為0涯呻，所以GC無法回收它們

 1 public class MyObject {
 2     public Object ref = null;
 3     public static void main(String[] args) {
 4         MyObject myObject1 = new MyObject();
 5         MyObject myObject2 = new MyObject();
 6         myObject1 = myObject2;
 7         myObject2 = myObject1;
 8         myObject1 = null;
 9         myObject2 = null;
10     }
11 }

以myObject1對象為例:
1、代碼執(zhí)行到line7腻要，myObject1复罐、myObject2的引用計(jì)數(shù)均為2。

2雄家、此時將myObject1和myObject2分別置為null效诅，以前一個對象為例，它的引用計(jì)數(shù)將減1趟济。

3乱投、當(dāng)myObject1=0，垃圾回收器才能進(jìn)行垃圾回收顷编，由于 myObject2 = myObject1;因?yàn)閙yObject2持有myObject1的引用戚炫，而要清除掉這個引用的前提條件是myObject2引用的對象被回收。而myObject2的引用又被myObject1持有媳纬，也就進(jìn)入一種死循環(huán)的狀態(tài)双肤。

4、最終myObject1 和myObject2引用計(jì)數(shù)均為1层宫，導(dǎo)致不能進(jìn)行垃圾回收杨伙。

1.2 可達(dá)性分析算法

這個算法的基本思想就是通過一系列的稱為 “GC Roots” 的對象作為起點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開始向下搜索萌腿，節(jié)點(diǎn)所走過的路徑稱為引用鏈限匣，當(dāng)一個對象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連的話，則證明此對象是不可用的毁菱。
GC Roots根節(jié)點(diǎn)：類加載器米死、Thread、虛擬機(jī)棧的本地變量表贮庞、static成員峦筒、常量引用、本地方法棧的變量等等

image.png

1.3 finalize()方法最終判定對象是否存活

即使在可達(dá)性分析算法中不可達(dá)的對象窗慎，也并非是“非死不可”的物喷，這時候它們暫時處于“緩刑”階段，要真正宣告一個對象死亡遮斥，至少要經(jīng)歷再次標(biāo)記過程峦失。
標(biāo)記的前提是對象在進(jìn)行可達(dá)性分析后發(fā)現(xiàn)沒有與GC Roots相連接的引用鏈。

1. 第一次標(biāo)記并進(jìn)行一次篩選术吗。
   篩選的條件是此對象是否有必要執(zhí)行finalize()方法尉辑。
   當(dāng)對象沒有覆蓋finalize方法，或者finzlize方法已經(jīng)被虛擬機(jī)調(diào)用過较屿，虛擬機(jī)將這兩種情況都視為“沒有必要執(zhí)行”隧魄，對象被回收卓练。
2. 第二次標(biāo)記
   如果這個對象被判定為有必要執(zhí)行finalize（）方法，那么這個對象將會被放置在一個名為：F-Queue的隊(duì)列之中购啄，并在稍后由一條虛擬機(jī)自動建立的襟企、低優(yōu)先級的Finalizer線程去執(zhí)行。這里所謂的“執(zhí)行”是指虛擬機(jī)會觸發(fā)這個方法闸溃，但并不承諾會等待它運(yùn)行結(jié)束整吆。這樣做的原因是，如果一個對象finalize（）方法中執(zhí)行緩慢辉川，或者發(fā)生死循環(huán)（更極端的情況）表蝙，將很可能會導(dǎo)致F-Queue隊(duì)列中的其他對象永久處于等待狀態(tài)，甚至導(dǎo)致整個內(nèi)存回收系統(tǒng)崩潰乓旗。
   finalize（）方法是對象脫逃死亡命運(yùn)的最后一次機(jī)會府蛇，稍后GC將對F-Queue中的對象進(jìn)行第二次小規(guī)模標(biāo)記，如果對象要在finalize（）中成功拯救自己----只要重新與引用鏈上的任何的一個對象建立關(guān)聯(lián)即可屿愚，譬如把自己賦值給某個類變量或?qū)ο蟮某蓡T變量汇跨，那在第二次標(biāo)記時它將移除出“即將回收”的集合。如果對象這時候還沒逃脫妆距，那基本上它就真的被回收了穷遂。
   見示例程序：

@Data
public class User {
    private int id;
    private String name;
    public User(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("關(guān)閉資源! user"+ id + "即將被回收");
    }
}

public class FinalizeTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<User> list = new ArrayList<User>();

        int i = 0;
        int j = 0;
        while (true) {
            list.add(new User(i++, UUID.randomUUID().toString()));
            new User(j--, UUID.randomUUID().toString());
        }
    }
}

輸出

...
關(guān)閉資源! user-31945即將被回收
關(guān)閉資源! user-31946即將被回收
關(guān)閉資源! user-31947即將被回收
關(guān)閉資源! user-31948即將被回收
關(guān)閉資源! user-31949即將被回收
關(guān)閉資源! user-31951即將被回收
關(guān)閉資源! user-31952即將被回收
關(guān)閉資源! user-31953即將被回收
...

一旦垃圾回收器準(zhǔn)備好釋放對象占用的存儲空間，將首先調(diào)用其finalize() 方法娱据，并且在下一次垃圾回收動作發(fā)生時蚪黑，才真正回收對象占用的內(nèi)存。

注意：finalize只有垃圾回收GC的時候才會去調(diào)用中剩，但程序不一定會GC忌穿。

finalize未執(zhí)行

public class FinalizeTest {
    public static void main(String[] args) {
        FinalizeTest ft = new FinalizeTest();
    }
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("it is finalized!");
    }
}

finalize只有垃圾回收的時候才會去調(diào)用。操作系統(tǒng)結(jié)束一個進(jìn)程结啼，會把那個進(jìn)程申請的內(nèi)存都清了掠剑，所以用不到gc

finalize執(zhí)行

public class FinalizeTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        FinalizeTest ft = new FinalizeTest();
        //表示ttf已經(jīng)不可能有任何線程會使用它了
        ft = null;
        //運(yùn)行垃圾回收器
        System.gc();

    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("it is finalized!");
    }
}

jvm在什么情況下會執(zhí)行GC?

• 對象沒有引用
• 作用域發(fā)生未捕獲異常
• 程序在作用域正常執(zhí)行完畢
• 程序執(zhí)行了System.exit()
• 程序發(fā)生意外終止（被殺進(jìn)程等）

1.4 如何判斷一個常量是廢棄常量

運(yùn)行時常量池主要回收的是廢棄的常量。那么郊愧，我們?nèi)绾闻袛嘁粋€常量是廢棄常量呢朴译？
假如在常量池中存在字符串 "abc"，如果當(dāng)前沒有任何String對象引用該字符串常量的話属铁，就說明常量 "abc" 就是廢棄常量眠寿，如果這時發(fā)生內(nèi)存回收的話而且有必要的話，"abc" 就會被系統(tǒng)清理出常量池红选。

1.5 如何判斷一個類是無用的類

方法區(qū)主要回收的是無用的類澜公，那么如何判斷一個類是無用的類的呢姆另？
判定一個常量是否是“廢棄常量”比較簡單喇肋，而要判定一個類是否是“無用的類”的條件則相對苛刻許多坟乾。類需要同時滿足下面3個條件才能算是 “無用的類” ：
該類所有的實(shí)例都已經(jīng)被回收，也就是 Java 堆中不存在該類的任何實(shí)例蝶防。
加載該類的 ClassLoader 已經(jīng)被回收甚侣。
該類對應(yīng)的 java.lang.Class 對象沒有在任何地方被引用，無法在任何地方通過反射訪問該類的方法间学。
虛擬機(jī)可以對滿足上述3個條件的無用類進(jìn)行回收殷费，這里說的僅僅是“可以”，而并不是和對象一樣不使用了就會必然被回收低葫。

2.垃圾收集算法

2.1 標(biāo)記-清除算法

算法分為“標(biāo)記”和“清除”階段：首先標(biāo)記出所有需要回收的對象详羡，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收所有被標(biāo)記的對象。它是最基礎(chǔ)的收集算法嘿悬，效率也很高实柠，但是會帶來兩個明顯的問題：
效率問題
空間問題（標(biāo)記清除后會產(chǎn)生大量不連續(xù)的碎片）

image.png

2.2 復(fù)制算法

為了解決效率問題，“復(fù)制”收集算法出現(xiàn)了善涨。它可以將內(nèi)存分為大小相同的兩塊窒盐，每次使用其中的一塊。當(dāng)這一塊的內(nèi)存使用完后钢拧，就將還存活的對象復(fù)制到另一塊去蟹漓，然后再把使用的空間一次清理掉。這樣就使每次的內(nèi)存回收都是對內(nèi)存區(qū)間的一半進(jìn)行回收源内。

image.png

2.3 標(biāo)記-整理算法

根據(jù)老年代的特點(diǎn)特出的一種標(biāo)記算法葡粒，標(biāo)記過程仍然與“標(biāo)記-清除”算法一樣，但后續(xù)步驟不是直接對可回收對象回收姿锭，而是讓所有存活的對象向一段移動塔鳍，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存。

image.png

2.4 分代收集算法

當(dāng)前虛擬機(jī)的垃圾收集都采用分代收集算法呻此，這種算法沒有什么新的思想轮纫，只是根據(jù)對象存活周期的不同將內(nèi)存分為幾塊。一般將java堆分為新生代和老年代焚鲜，這樣我們就可以根據(jù)各個年代的特點(diǎn)選擇合適的垃圾收集算法掌唾。
比如在新生代中，每次收集都會有大量對象死去忿磅，所以可以選擇復(fù)制算法糯彬，只需要付出少量對象的復(fù)制成本就可以完成每次垃圾收集。而老年代的對象存活幾率是比較高的葱她，而且沒有額外的空間對它進(jìn)行分配擔(dān)保撩扒，所以我們必須選擇“標(biāo)記-清除”或“標(biāo)記-整理”算法進(jìn)行垃圾收集。