我们的JVM思考题：单例模式创建的对象是否会被JVM回收？为什么？

Posted 2021-04-17 通向互联网大厂之路

一、前言

理清概念之后，就可以多思考一些相关的问题，触类旁通。

这里有一个比较常问到的问题，单例模式创建的对象是否会被JVM回收？为什么？

二、分析

• 何为单例？

单例模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：

• 1、单例类只能有一个实例。

• 2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。

• 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

例如，以最简单的饿法式实现单例模式

public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
    return instance;  
    }  
}

• 何以判断是否可回收？

以主流的JVM HotSpot来说，使用的是可达性分析，通过从GC Roots的引用作为起点，来判断对象可达性，从而决定是否回收该对象。

那什么可以作为GC Roots呢？

• 虚拟机栈（栈桢中的本地变量表）中的引用的对象。

• 方法区中的类静态属性引用的对象。

• 方法区中的常量引用的对象。

• 本地方法栈中JNI的引用的对象。

从单例模式创建的对象来看，可以判断其符合方法区中的类静态属性引用的对象这条定义。

方法区中的类中的静态属性必然引用堆中的对象。

那如此看，如果没办法解决方法区中的类的话，可以认为单例对象不会被回收。

类会放在方法区，对象会放在堆中。

• 何以判断方法区中的类？

再想深一层，什么情况下有可能触发方法区（JDK8-）或元数据区（JDK8+）中单例类消亡？这样的话，堆中的对象就不可达，从而会被回收。如果这个假想不现实，则可认为单例模式实现的对象不可回收。

符合下列三点则可认为类卸载：

• 该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类的任何实例。

• 加载该类的Class Loader已经被回收。

• 该类对应的java.lang.Class对象没有任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

要求相当苛刻，所以一般情况下可以认定不可回收了。

但是！

可否强行打破呢？

对于第一点，可以强行通过反射来破坏单例模式。

    Singleton s=Singleton.getInstance();
    Class c=s.getClass();
    //获取私有构造器
    Constructor<Singleton> cons=c.getDeclaredConstructor();
    //设置暴力访问
    cons.setAccessible(true);

检查并把static Singleton instance设为null，并且使所有的Singleton对象设为null。

同时，要满足第二点与第三点，也必须使用自定义的类加载器，如果是使用JVM本身的类加载器，是不可使类加载器回收的。

这样的条件太苛刻。但是存在理论上的可能性。（在c++中甚至可以用外部方法来作卸载。）

但经过破坏后的还算是单例模式吗？

三、总结

理论上来说，答到这里，要看面试官的口味了，要答到多深入才算完整？这一点笔者也不敢肯定。欢迎拍砖。