Java 虚拟机原理垃圾回收算法 ( 可达性分析算法 | CG Root 示例 | CG 回收前的两次标记 | finalize 方法示例 )

Posted 2021-09-18 韩曙亮

文章目录

• 一、可达性分析算法
• 二、CG Root 示例
• 三、CG 回收前的两次标记
• 四、finalize 方法示例

一、可达性分析算法

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在 堆内存 中 , 存在一个 根对象 GC Root , CG Root 对象一般是如下几种情况 :

• 线程栈 中的 栈帧 中的 局部变量表 中的 引用对象 ;
• 方法区 中的 静态引用对象 ;
• 方法区 中的 常量引用对象 ;
• 本地方法栈 中的 JNI 中的 引用的对象 ;

根对象 CG Root 指向了 对象 1 ; 对象 1 又指向了 对象 2 , 对象 3 ; 对象 3 指向了 对象 4 ;

只要是 处于整个链条上的对象 , 都是 非垃圾对象 , 不能进行回收的对象 ;

不处于 引用链条 上的对象 , 就是 垃圾对象 ;

下图中 , 紫色的是存活对象 , 白色的是可回收的 垃圾对象 ;

二、CG Root 示例

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找出下面程序中的 CG Root 对象 ;

public class HelloWorld {

    public static HelloWorld mHelloWorld = new HelloWorld();

    public int add() {
        int a = 1;
        int b = 1;
        int c = a + b;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        HelloWorld helloWorld = new HelloWorld();
        helloWorld.add();
    }
}

第 $13$ 行的 helloWorld 对象是 CG Root 对象 , 符合 " 线程栈 中的 栈帧 中的 局部变量表 中的 引用对象 " 条件 ;

helloWorld 对象中有其它引用对象 , 只要引用链条没有断 , 那么链条上的对象都是 非垃圾对象 ;

一旦执行了 helloWorld = null; 语句 , 那么该对象及以下的对象就没有了引用链条 , 这个对象及之下的对象就都变成了 垃圾对象 ;

三、CG 回收前的两次标记

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当对象被 定义为垃圾对象后 , 并不会马上被回收 , 只是判了个死缓 , 没有真正执行垃圾回收 ;

当 CG Root 引用链断开后 , 对象不可达 ;

JVM 会对这些 不可达对象 进行一次标记 , 然后执行一次筛选 , 执行该对象的 finalize 方法 ,

public class HelloWorld {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
    }
}

finalize 方法是对象被 GC 垃圾回收之前 , 被调用的方法 , 该方法不能保证一定能执行完毕 , JVM 会给对象一个时间限制 , 在这个时间内执行 finalize 方法 , 重写的该方法中不要执行很耗时的操作 ;

在对象的 finalize 方法中 , 如果不想被回收 , 可以再次添加一个引用链 , 让 CG Root 对象引用自己 ;

之后 JVM 会对不可达对象 进行第二次标记 , 此时如果发现 该对象 仍然是垃圾对象 , 此时直接将该对象回收 ;

finalize 方法只会被调用一次 , JVM 对 对象第二次标记时 , 发现对象如果没有被引用 , 直接回收 , 不再调用 finalize 方法 ;

四、finalize 方法示例

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创建一个对象 , 赋值给变量 A , 然后将 A 置空 , 该对象就变成了垃圾对象 ;

在 finalize 方法中 , 对象尝试自救 , 将自己赋值给 A , 这样该对象又变成了 非垃圾对象 ;

调用 System.gc() 方法后 , 一般需要暂停几秒 , 等待 finalize 方法调用 ;

这里将 A 两次置空 , 第一次调用了 finalize 方法 , 自救成功 , 没有被回收 ;

第二次置空后 , finalize 方法不再调用 , 被回收了 ;

代码示例 :

public class HelloWorld {

    public static HelloWorld A;

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("finalize 被调用");
        A = this;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        A = new HelloWorld();

        // 将 对象 变为垃圾对象
        A = null;

        // 进行垃圾回收
        System.gc();
        // 由于 gc 的优先级比较低
        //      等待 1000ms 看 finalize 是否被调用
        Thread.sleep(1000);

        // 本次 GC 调用之前
        //      先调用了 finalize 方法
        //      为对象添加了 CG Root 引用链
        //      该方法只会调用一次
        if (A == null) {
            System.out.println("对象被回收");
        } else {
            System.out.println("对象未被回收");
        }

        // 将 对象 变为垃圾对象
        A = null;

        // 进行垃圾回收
        System.gc();
        // 由于 gc 的优先级比较低
        //      等待 1000ms 看 finalize 是否被调用
        Thread.sleep(1000);

        // 本次调用 GC
        //      直接判断对象是否有引用链
        //      不再调用 finalize 方法
        //      发现没有引用链 , 直接回收
        if (A == null) {
            System.out.println("对象被回收");
        } else {
            System.out.println("对象未被回收");
        }
    }
}

执行结果 :

finalize 被调用
对象未被回收
对象被回收