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垃圾标记阶段的算法之可达性分析算法

方式二:可达性分析(或根搜索算法、追踪性垃圾收集)

• 相对于引用计数算法而言，可达性分析算法不仅同样具备实现简单和执行高效等特点，更重要的是该算法可以有效地
  
  解决在引用计数算法中循环引用的问题，防止内存泄漏的发生
  
  。

• 相较于引用计数算法，这里的可达性分析就是Java、C#选择的。这种类型的垃圾收集通常也叫作
  
  追踪性垃圾收集
  
  (Tracing Garbage Collection)。

• 所谓”GC Roots”根集合就是一组必须活跃的引用。

• 基本思路:

  • 可达性分析算法是以根对象集合(GC Roots) 为起始点，按照从上至下的方式
    
    搜索被根对象集合所连接的目标对象是否可达
    
    。
  • 使用可达性分析算法后，内存中的存活对象都会被根对象集合直接或间接连接着，搜索所走过的路径称为引用链(Reference Chain)
  • 如果目标对象没有任何引用链相连，则是不可达的，就意味着该对象己经死亡，可以标记为垃圾对象。
  • 在可达性分析算法中，只有能够被根对象集合直接或者间接连接的对象才是存活对象。

这个算法目前较为常用。

在Java语言中，GC Roots包括以下几类元素:

• 虚拟机栈中引用的对象

  • 比如:各个线程被调用的方法中使用到的参数、局部变量等。

• 本地方法栈内JNI (通常说的本地方法)引用的对象

• 方法区中类静态属性引用的对象

  • 比如: Java类的引用类型静态变量

• 方法区中常量引用的对象

  • 比如:字符串常量池(string Table)里的引用

• 所有被同步锁synchroni zed持有的对象

• Java虛拟机内部的引用。

  • 基本数据类型对应的Class对象，一 些常驻的异常对象(如:NullPointerException、OutOfMemoryError)，系统类加载器。

• 反映java虛拟机内部情况的JMXBean、JVMTI中注册的回调、本地代码缓存等。

  

• 除了这些固定的GC Roots集合以外，根据用户所选用的垃圾收集器以及当前回收的内存区域不同，还可以有其他对象“临时性”地加入，共同构成完整GC Roots集合。 比如:分代收集和局部回收(Partial GC)

  • 如果只针对Java堆中的某一块区 域进行垃圾回收(比如:典型的只针对新生代)，必须考虑到内存区域是虚拟机自己的实现细节，更不是孤立封闭的，这个区域的对象完全有可能被其他区域的对象所引用，这时候就需要一并将关联的区域对象也加入GC Roots集合中去考虑，才能保证可达性分析的准确性。

• 小技巧:

  由于Root采用栈方式存放变量和指针，所以如果一个指针，它保存了堆内存里面的对象，但是自己又不存放在堆内存里面，那它就是一个Root

注意

• 如果要使用可达性分析算法来判断内存是否可回收，那么分析工作必须在一个能保障一致性的快照中进行。这点不满足的话分析结果的准确性就无法保证。
• 这点也是导致GC进行时必须”StopTheWorld”的一个重要原因。
  • 即使是号称(几乎)不会发生停顿的CMS收集器中，
    
    枚举根节点时也是必须要停顿的
    
    。