Java内存区域和判断对象“死”“活”算法

转载自: http://www.cnblogs.com/aigongsi/archive/2012/04/06/2434771.html

java与C,c++有很大的不同就是java语言开发者不需要关注内存信息，不会显式的直接操作内存，而是通过jvm虚拟机来实现。

java虚拟机运行的时候内存分配图如下图：

jvm虚拟机栈：一个是线程独有的，每次启动一个线程，就创建一个jvm虚拟机栈，线程退出的时候就销毁。这里面主要保存线程本地变量名和局部变量值。

本地方法栈： 调用本地jni方法的时候而创建的。这里分配的jvm之外的内存空间。方法调用结束之后销毁。

pc寄存器 ： 这个保存线程当前执行的字节码指令

堆：主要保存创建的对象。

方法区：保存class相关的信息。主要是class的一个内存结构信息

常量池：方法区的一部分，主要保存class内存结构中常量值 例如String值,public static final 类型的值

我们这里说的垃圾回收，主要是java虚拟机对堆内存区域的回收。

1 首先的问题是：jvm如何知道那些对象需要回收 ？

目前有两种算法

• 引用计数法

每个对象上都有一个引用计数，对象每被引用一次，引用计数器就+1，对象引用被释放，引用计数器-1，直到对象的引用计数为0，对象就标识可以回收

这个可以用数据算法中的图形表示，对象A-对象B-对象C 都有引用，所以不会被回收，对象B由于没有被引用，没有路径可以达到对象B，对象B的引用计数就就是0，对象B就会被回收。

但是这个算法有明显的缺陷，对于循环引用的情况下，循环引用的对象就不会被回收。例如下图：对象A，对象B 循环引用，没有其他的对象引用A和B，则A和B 都不会被回收。

• root搜索算法

这种算法目前定义了几个root，也就是这几个对象是jvm虚拟机不会被回收的对象，所以这些对象引用的对象都是在使用中的对象，这些对象未使用的对象就是即将要被回收的对象。简单就是说：如果对象能够达到root，就不会被回收，如果对象不能够达到root，就会被回收。

如下图：对象D访问不到根对象，所以就会被回收

以下对象会被认为是root对象：

• 被启动类（bootstrap加载器）加载的类和创建的对象
• jvm运行时方法区类静态变量(static)引用的对象
• jvm运行时方法去常量池引用的对象
• jvm当前运行线程中的虚拟机栈变量表引用的对象
• 本地方法栈中(jni)引用的对象

由于这种算法即使存在互相引用的对象，但如果这两个对象无法访问到根对象，还是会被回收。如下图：对象C和对象D互相引用，但是由于无法访问根，所以会被回收。

jvm在确定是否回收的对象的时候采用的是root搜索算法来实现。

在root搜索算法的里面，我们说的引用这里都指定的是强引用关系。所谓强引用关系，就是通过用new 方式创建的对象，并且显示关联的对象

1	Object obj = new Object();

以上就是代表的是强引用关系，变量obj 强引用了 Object的一个对象。

java里面有四种应用关系，从强到弱分别为：

Strong Reference（强引用) –>Weak Reference (弱引用） -> Soft Reference（软引用） – > Phantom Reference（引用）

Strong Reference ： 只有在引用对象root不可达的情况下才会标识为可回收，垃圾回收才可能进行回收

Weak Reference ：即使在root算法中 其引用的对象root可达到，但是如果jvm堆内存 不够的时候，还是会被回收。

Soft Reference ： 无论其引用的对象是否root可达，在响应内存需要时，由垃圾回收判断是否需要回收。

Phantom Reference ：在回收器确定其指示对象可另外回收之后，被加入垃圾回收队列.

下面可以看一个测试

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public class ReferenceTest {       public static final Map<Integer, Reference> map = new HashMap<Integer, Reference>();       public static void main(String[] args) {         for (int i = 0; i < 1000; i++) {             map.put(i, new WeakReference(new ReferenceObject(i)));         }           int i = 0;         for (Reference r : map.values()) {             if (r.get() == null) {                 i++;             }         }         System.out.println("被回收的对象数:" + i);     }       static class ReferenceObject {         private int    i;           private byte[] b;           public ReferenceObject(int i) {             this.i = i;             b = new byte[1024 *10];         }     } }

这里创建大约1000个 10K的 Weak Reference 对象，最后打印的结果是：被回收的对象数:767，这里ReferenceObject如果设置为1K的话，最后的打印结果是0

这个例子并不严谨，但是却说明了被Weak Reference的对象在一定的时候会被jvm回收，但是强引用就不会出现这种状态。