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JVM系列 - 何时回收何处对象

Oct 29, 2039
Oct 289, 28089

回收何处对象

JVM 运行时内存数据区域包括：

  • 程序计数器
  • JVM 栈
  • 本地方法栈
  • JVM 堆
  • 方法区

程序计数器、JVM 栈和本地方法栈的生命周期与线程相同

它们涉及的内存分配和回收具备确定性

因此，主要关注的就是内存分配和回收具备动态性的 JVM 堆 和 方法区

何时回收对象

一些不再被使用的对象驻留在内存中，占用内存资源，因此需要回收这些对象

如何判定 不再被使用 的对象：

引用计数算法

概念

在对象中添加一个引用计数器，

当有一个地方引用它时，计数器值加一

当引用失效时，计数器值减一

任何时刻计数器值为 0 的对象就是不可能再被使用的

使用者

微软的 COM、Python 语言都使用 Reference Counting

优点

原理简单，判定效率很高

缺点

  1. 占用一些额外内存
  2. 需要考虑很多例外情况，如 相互循环引用 就很难解决

可达性分析算法

概念

首先定义一些称为 “GC Roots” 的根对象作为起始节点集

从起始节点集开始，沿着引用关系搜索形成引用链(Reference Chain)

如果某个对象在这条引用链上，那么就认为该对象可达

如果某对象不在这条引用链上，就认为该对象不可达，即不可能再被使用的

GC Roots

包括：

  • 在虚拟机栈（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
  • 方法区常量引用的对象
  • 本地方法栈 JNI 引用的对象
  • JVM 内部的引用，如基本数据类型对应的 Class 对象，一些常驻的异常对象，系统类加载器
  • 所有被同步锁持有（synchronized修饰）的对象
  • 反映 JVM 内部情况的 JMXBean、JVMTI 中注册的回调、本地代码缓存等

使用者

Java、C# 和 Lisp 等等商用程序语言

引用

Java 在 JDK 1.2 之后对引用进行了扩充：

强引用

指使用 new 关键字赋值的引用

只要强引用关系存在，垃圾回收器就永远不会回收被引用的对象

软引用

使用 SoftReference 实现软引用，描述一些还有用、但非必须的对象

当内存不足将发生异常时，垃圾回收器会回收这部分内存

弱引用

使用 WeakReference 实现弱引用，描述一些非必须的对象

被弱引用关联的对象只能存活到下一次垃圾回收之前

无论内存是否足够，都会回收这部分内存

虚引用

使用 PhantomReference 实现虚引用

无法通过虚引用获取对象实例

唯一目的：能在对象被回收时收到一个系统通知

方法区的回收

方法区垃圾收集的性价比通常比较低，主要回收两部分内容：

  • 废弃的常量
  • 不再使用的类型

判断不再使用的类型需要满足：

  1. 该类的所有实例都被回收，该类和其子类的实例都不存在
  2. 加载该类的类加载器被回收
  3. 该类对应的 Class 对象没有在任何地方被引用

如果满足，则 JVM 被允许 对无用类进行回收，但也可以通过参数配置：

-Xnoclassgc：控制是否对无用类型进行回收

-verbose:class 和 -XX:+TraceClassLoading 可以追踪类加载信息

-XX:+TraceClassUnLoading 可以追踪类卸载信息

场景

在大量使用 反射、动态代理、CGLib 等字节码框架，动态生成 JSP 等场景中，

通常需要 JVM 具备类型卸载能力，保证不会对 方法区 产生过大压力