Java教程分享：JVM垃圾回收機制之物件回收演算法

　　前言

　　在前面的文章中，介紹了JVM記憶體模型分為：堆區、虛擬機器棧、方法區、本地方法區和程式計數器，其中堆區是JVM中最大的一塊記憶體區域，在Java中的所有物件例項都儲存在此區域，它能被所有執行緒共享。

　　在Java中還有一個重要的機制：GC(垃圾收集器)，堆是GC管理的主要區域，本文會帶大家瞭解GC機制。

　 　GC的簡介

　　GC(Garbage Collection)垃圾收集機制是Java一個重要特性。不同於C/C++語言需要程式設計師自己管理記憶體的回收，而且這樣做往往容易出錯，導致記憶體洩漏等嚴重問題。

　　Java程式設計師不用編寫回收記憶體的程式碼，因為Java有GC機制，它是一個特殊的後臺執行緒，該執行緒對JVM中的記憶體進行標記，並確定哪些需要回收，再透過一定的回收策略自動回收記憶體，它在後臺一直執行，保證JVM不會出現記憶體溢位的問題。

　 　物件回收的演算法

　　那麼GC是如何判斷某個物件的記憶體需要回收呢?GC需要判斷該物件已死，也就是不再被呼叫，如何判斷物件不再被呼叫呢?

　　這裡有兩種演算法：

　　1、引用計數演算法

　　2、可達性分析演算法

　　引用計數演算法

　　該演算法給每個物件分配一個計數器，當有引用指向這個物件時，計數器加1，當指向該物件的引用失效時，計數器減一。最後如果該物件的計數器為0時，java垃圾回收器會認為該物件是可回收的。

　　優點：

　　1、實時性高，只要物件計數器為0就進行回收，不用等到記憶體不足的時候。

　　2、在垃圾回收過程中，應用無需掛起。

　　3、更新物件的計數器時，只是影響到該物件，不會掃描全部物件。

　　缺點：

　　1、每次引用物件時，都會更新計數器，有時間消耗

　　2、不能解決迴圈引用問題

　　那什麼是迴圈引用問題呢?我們看下面這段程式碼：

　　上面的a、b兩個物件雖然都賦值為null，但是都不能回收，因為存在迴圈引用，它們的計數器不為0.

　　可達性分析演算法

　　該演算法透過一種被稱作“GC Root”的物件作為起始點，從這些節點開始向下搜尋，搜尋所走過的路徑稱為引用鏈，當一個物件到GC Roots沒有任何引用鏈相連時，則證明此物件時不可用的。

　　如下圖：

　　在Java語言中，可作為GC Roots物件包括下面幾種：

　　1)虛擬機器棧中引用的物件

　　2)方法區中類靜態屬性引用的物件

　　3)方法區常量池中引用的物件

　　3)本地方法棧中JNI引用的物件

　　再回頭看前面這段程式碼，雖然a和b物件的引用計數都不為0，但是它們作為GC Root物件，最後都賦值為null，導致引用不可達，這樣兩個物件都是可以被回收的。

　　總結

　　本文小千帶我們學習了JVM中的垃圾收集(GC)機制，GC是一個在後臺持續執行的執行緒，幫助我們回收JVM堆中的物件記憶體，保證JVM不會記憶體溢位。

　　如何判斷物件記憶體需要回收，有兩個演算法：引用計數演算法和可達性分析演算法。

　　引用計數演算法透過判斷物件的引用計數為0，就標記該物件記憶體可以回收，但是不能很好的解決迴圈引用問題;可達性分析演算法透過GC Root向下搜尋，如果引用鏈相連則物件可達，否則標記物件不可達，可以進行回收，這種演算法能很好解決物件迴圈引用問題。