程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈3个区域随着线程而生,随线程而灭,栈中的栈帧随着方法的进入和退出而有条不紊地执行着出栈和入栈操作。每一个栈帧中分配多少内存基本上是在类结构确定下来时就已知的,因此这几个区域的内存分配和回收都具备确定性,在这几个区域内就不需要过多考虑如何回收的问题,当方法结束或者线程结束时,内存自然就跟随着回收了。
而java堆和方法区这两个区域则有着很显著的不确定性:一个接口的多个实现类需要的内存可能会不一样,一个方法所执行的不同条件分支所需要的内存也可能不一样,只有处于运行期间,我们才能知道程序究竟会创建哪些对象,创建多少对象,这部分的内存分配和回收是动态的。垃圾收集器所关注的正是这部分内存如何管理。
对象已死?在堆里面存放着java世界中几乎所有的对象实例,垃圾收集器在对堆进行回收前,第一件事情就是要确定这些对象之中哪些还“存活”着,哪些已经“死去”(“死去”,即不可能再被任何途径使用的对象)了。
引用计数算法引用计数算法:
- 对象中添加引用计数器
- 每当一个地方引用它时,计数器值就加1
- 当引用失效时,计数器值就减1
- 任何时刻计数器为零的对象就是不可能再被使用的。
单纯的引用计数很难解决对象之间互相循环引用的问题。
可达性分析算法当前商用的内存管理子系统,都是通过可达性分析(Reachability Analysis)算法来判定对象是否存活的。
这个算法的基本思路就是通过一系列称为“GC Roots”的根对象作为起始节点集,从这些节点开始,根据引用关系向下搜索,搜索过程所走过的路径称为“引用链(Reference Chain)”,如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连,或者用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达时,则证明此对象时不可能再被使用的。
如上图所示,object5、object6、object7虽然互有关联,但是它们到GC Roots是不可达的,因此它们将会被判定为可回收对象。
在java技术体系里,固定可作为GC Roots的对象包括以下几种:
- 在虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象,譬如当前正在运行的方法所使用到的参数、局部变量、临时变量等。
- 在方法区中类静态属性引用的对象,譬如java类的引用类型静态变量。
- 在方法区中常量引用的对象,譬如字符串常量池(String Table)里的引用。
- 在本地方法栈中JNI(通常所说的Native方法)引用的对象。
- java虚拟机内部的引用,如基本数据类型对应的Class对象,一些常驻的异常对象(比如NullPointException、OutOfMemoryError)等,还有系统类加载器。
- 所有被同步锁(synchronized关键字)持有的对象。
- 反映java虚拟机内部情况的JMXBean、JVMTI中注册的回调、本地代码缓存等。



