JVM之GC与对象的引用

Posted 2021-04-17 23号杂货铺

GC，从当下的企业级应用开发来看，是大多数攻城狮必须具备和get的技能。但又有很多人不愿意去面对它（比如我），因为它纵使虐你千百遍，你都必须仍旧待之如初恋......

那，什么是GC呢？

中文称之为“垃圾回收”。当一个对象被创建时，就会在JVM的堆区中拥有一块内存，我在《JVM之类的生命周期》中讲到，Java程序会陆续地去创建无数个对象去被使用。假如，所有的对象都永久占有内存，那服务器、机器的内存就极为可能被耗尽，最后引发内存空间不足。

因此，就必须采取一种措施来及时回收那些无用对象的内存，以保证内存可以被重复利用。在大学学过C语言的童鞋们可能会知道，C语言的回收内存的任务是由程序本身负责的，也就是要交到程序猿的手上去处理，而这却是一个有为繁琐的机制实现，内部关联错综复杂。尽管给程序带来了很多的灵活性，但也导致了一些弊端，比如：

1、可能因为粗心，忘记释放某些内存，影响程序；

2、可能因为错误的释放，释放了一些核心类库所占用的内存；

3、可能因为要管理内存，头发没了；

......

所以，这是一件很可怕的事情。而在Java 当中，内存的回收由JVM来管理，不需要由程序猿去控制，想想就觉得松了一口气啊。

在程序的运行时环境中，JVM提供了一个系统级的垃圾回收器线程，它负责自动回收那些无用对象所占用的内存，这种内存回收的过程，我们称它为“垃圾回收（Garbage Collection）”，简称GC。

（以下我都简称为GC）

谈及GC，我们得先理解一个概念。

对象的可触及性（也叫可达性）

在JVM的垃圾回收器看来，堆区中的每个对象都可能处于3种状态的其中之一。

1、可触及状态。

当一个对象被创建后，只要程序还有引用变量去引用它，那么它就始终处于可触及状态。

2、可复活状态。

当程序不再有任何引用变量引用一个对象时，那么该对象就进入了可复活的状态。在这种状态中，GC就会准备释放它所占用的内存，在释放之前，会调用它及其他处于可复活状态的对象的finalize()方法，finalize方法继承或重写子Object，这些方法可能使得该对象又重新回到可触及的状态。

finalize方法的特点：

(1)、垃圾回收器是否会执行该方法以及何时执行，都是不确定的。

(2)、垃圾回收器在执行finalize()方法时，如果出现异常，垃圾回收器不会报告异常，程序继续正常运行。

3、不可触及状态（也叫不可达状态）。

当JVM执行完所有可以复活对象的finalize()方法后，假如这些方法都没有使得该对象重新回到可触及的状态，那么该对象便进入此状态。

而GC正可以通过判断对象的不可触及状态，将不再被引用的对象进行垃圾回收，从而达到释放内存的作用。

有初学者可能会将finalize和finally代码块的理解相互混淆，在这里不做展开，有兴趣了解的朋友可以上网查阅一下。

当一个对象如何到达不可触及的状态，这就牵扯到另一个概念。就是对象的引用。

那什么是对象的引用？

在Java中，关于对象的引用，可分为4种，分别为强引用、软引用、弱引用、虚引用。软，弱，虚引用可在java.lang.ref包中找到它们。Reference的子类实现，SoftReference、WeakReference、PhantomReference。

1、强引用

程序中一般的引用类型，此级别的对象是可触及的，不会被回收。强引用指向的对象在任何时候都不会被回收，虚拟机宁愿抛出OOM异常，也不会回收强引用所指向的对象。GC不会依靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。

2、软引用

类似于一个可有可无的状态。如果内存空间足够，GC就不会去回收它，如果内存空间不足，就会去回收。而且只要对象没有被回收，该对象就可以被程序使用。软引用可以被用作实现内存敏感的高速缓存。

3、弱引用

如果一个对象具有弱引用，相比于软引用，弱引用只有更短暂的生命周期。在GC线程扫描它所管辖的内存区域时，一旦发现该对象，无论当前空间是否足够，都会去回收释放该对象的内存。

4、虚引用

虚引用并不会决定对象的生命周期，类似等同于未被引用。会在任意时候都可能被GC回收。主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。和其它引用还有一个区别，在于虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）联合使用。

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