小仙女讲JVM（3）—垃圾收集机制

在上一篇中我们说过，自动内存管理分为两部分：给对象分配内存和回收分配给对象的内存。这篇我们说说后者，即回收分配给对象的内存。回收内存要用到垃圾收集机制，英文名儿是GC（Garbage Collection）。

在本部分我们要解决如下几个问题：

1. 哪些内存需要回收？
2. 什么时候回收？
3. 如何回收？

堆和方法区的内存需要回收，其余的不需要回收。
因为只有堆和方法区是线程共享的，其余的是与线程“同生共死”的，线程结束，内存自然就跟着回收了，所以不用管它们。

（1）在堆里面：

当对象“死了”的时候就要对其进行内存回收了。啥叫对象死了？就是没有地方引用它了，它无用了。那怎么判断它是否死了呢？有两种方法。

• 引用计数算法

给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器的值就+1，当引用失效时，计数器的值就-1，当计数器的值为0时，代表此对象已不被引用，也就是“可以死了”。
但这有一个弊端，就是循环引用的问题。就像下图，堆里的两个对象即使无用了也没办法对其进行回收，因为它们互相引用着，计数器的值至少为1。

• 可达性分析

所有生成的对象都是一个称为“GC Roots”的根的子树。从GC Roots开始向下搜索，搜索所经过的路径称为引用链。当一个对象到GC Roots没有任何引用链可以到达时，就称这个对象是不可达的，也就是可以被GC回收了。这个是Java中采用较多的方式。
就像下图中的堆中未被引用的对象，就可以对其进行回收。

看到此，本仙女就要提问了：怎么判断一个对象是否还存在着引用？java中的引用分为4种：

• 强引用：Object o=new Object()，只要强引用存在，GC永远不会回收掉被引用的对象。
• 软引用：描述一些还有用但非必需的对象。当系统即将发生内存溢出了，就会对其进行回收。
• 弱引用：只要进行GC，就会对其进行回收。
• 虚引用：这是最弱的一种引用关系，无法通过虚引用来取得一个对象实例。它的作用是：能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。

（2）在方法区里面：

我们知道，方法区里存储的是已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码等数据。所以我们在方法区里面进行垃圾回收，回收的是一些废弃的常量和无用的类。

• 怎么判断一个常量是否被废弃了？

看引用计数就可以，如果没有对象引用该常量，则说明此常量被废弃了，也就可以回收了。

• 怎么判断一个类是无用的类？

有3种情况：
a、该类所有的实例都已经被回收。
b、加载该类的ClassLoader已经被回收。
c、该类对应的java.lang.Class对象没有任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

有4种算法作为理论：
• 标记-清除算法
• 复制算法
• 标记-整理算法
• 分代收集算法

有5种收集器作为实现：

这一部分在以前博客中讲过，不再赘述啦：【JVM】初识JVM（下）

内存溢出：系统无法再分配出你需要的空间。比如在堆中无法再给新生的对象分配内存了，在栈里栈满了无法再让新栈帧进栈了。

内存泄漏：内存被对象占用着不还，就叫内存泄露。