【基础篇】十二、引用计数法 & 可达性分析算法

1、Garbage Collection

C/C++，无自动回收机制，对象不用时需要手动释放，否则积累导致内存泄漏：

Java、C#、Python、Go等支持对不再使用的对象进行回收：

Java引入GC机制，主要负责对堆上的内存进行回收，简化了对象的释放，但同时也丧失了回收的及时性，因为回收操作不再又开发者做了。

线程不共享的部分，随着线程的创建而创建，随着线程的死亡而销毁，不会发生内存泄漏。且栈里的每个栈帧，在方法执行完后直接弹栈并释放内存，都不用等到线程死亡。

添加JVM参数：

-verbose:gc

可查看回收日志

2、方法区的回收

即回收不再使用的类，对应类生命周期里的卸载阶段。类A被卸载，需同时满足：

• 类的所有实例对象全被回收，堆中再无它的对象或子类的对象
• 加载类A的类加载器被回收
• 类A的java.lang.Class对象没有任何地方在引用

URLClassLoader loader = new URLClassLoader(new URL[] {new URL("file:D:\\lib\\")});
Class<?> clazz = loader.loadClass("com.plat.domain.A");
Object a = clazz.newInstance();
a = null;
clazz = null;
loader = null;

Demo代码如下，循环体中创建的变量，一轮结束后自动没用，不用重复 o = null

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {


        try {
            ArrayList<Class<?>> classes = new ArrayList<>();
            ArrayList<ClassLoader> loaders = new ArrayList<>();
            ArrayList<Object> objs = new ArrayList<>();
            while (true) {
                //URLClassLoader classLoader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL("file:D:\\tmp\\")});
                BreakClassLoader1 classLoader = new BreakClassLoader1();  //自定义类加载器
                classLoader.setBasePath("D:\\springboot\\jvm\\target\\classes\\");
                Class<?> clazz = classLoader.loadClass("com.plat.app.Demo1");
                Object o = clazz.newInstance();
                //循环体中创建的变量，一轮结束后自动没用，不用重复 o = null 、clazz = null 、classLoader = null

                /*
                打开这里的任意一句，就有一个对应的对象被引用，类卸载就会失败
                objs.add(o);
                loaders.add(classLoader);
                classes.add(clazz);
                */
                //手动触发一次垃圾回收，但不是立即
                //是对JVM的请求，具体是否回收JVM自行决断
                System.gc();

            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}



public class Demo1  {

    static{
        System.out.println("类A被加载");
    }
}

添加JVM参数：

//运行过程中打印类的加载信息
-XX:+TraceClassLoading   

//类被卸载的时候打印一句日志
-XX:+TraceClassUnloading  

运行：

但其实类的卸载不常见，因为自定义类的累加载器对象还在，热部署中用的多：

3、堆对象回收

Java对象能否被回收，得看它是否还在被引用。

demo = null后，再无对Demo对象的引用，可回收。

执行：

a1 = null
b1 = null

A、B对象被回收，因为方法中无法再通过引用访问到这两个对象了。总之，判断方式：

• 引用计数法
• 可达性分析

4、引用计数法

即为每个对象维护一个计数器，对象被引用就+1，置为null了就-1，JVM扫描堆内存，发现数值为0则回收

A a1 = new A();
B b1 = new B():
a1.SetB(b1);

则A的计数器为1，B的计数器为2

优点：

• 简单
• 也是C++的智能指针的实现基础

缺点：

• +1，-1的维护损耗性能
• 循环引用时，导致计数器至少为1，对象无法被回收，内存泄漏

5、可达性分析算法

普通对象A，经一个引用链可以到达GC Root对象，则A不可被回收

• GC Root对象即垃圾回收的根对象
• GC Root对象一般不会被回收，且JVM持有GC Root对象的List列表

GC Root对象包括：

• 线程对象Thread（引用线程栈帧中的方法参数、局部变量等）

• 系统类加载器加载的java.lang.Class对象（引用类中的静态变量）

• 监视器对象（引用synchronized锁的对象）

• native本地方法调用时使用的全局对象

6、查看GC Root对象

步骤：

• 阿尔萨斯的heapdump指令，保存堆内存快照到本地磁盘

heapdump d:/tmp/test.hprof

• 使用MAT工具打开堆内存快照文件