本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)：王磊的博客

但凡問到 JVM（Java 虛擬機(jī)）通常有 99% 的概率一定會(huì)問：在 JVM 中如何判斷一個(gè)對(duì)象的生死狀態(tài)？

本文就來聊聊這個(gè)問題，判斷對(duì)象的生死狀態(tài)的算法有以下幾個(gè)：

1、引用計(jì)數(shù)器算法

引用計(jì)算器判斷對(duì)象是否存活的算法是這樣的：給每一個(gè)對(duì)象設(shè)置一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有一個(gè)地方引用這個(gè)對(duì)象的時(shí)候，計(jì)數(shù)器就加1，與之相反，每當(dāng)引用失效的時(shí)候就減1。

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單、性能高。

缺點(diǎn)：增減處理頻繁消耗cpu計(jì)算、計(jì)數(shù)器占用很多位浪費(fèi)空間、最重要的缺點(diǎn)是無法解決循環(huán)引用的問題。

因?yàn)橐糜?jì)數(shù)器算法很難解決循環(huán)引用的問題，所以主流的Java虛擬機(jī)都沒有使用引用計(jì)數(shù)器算法來管理內(nèi)存。

public class ReferenceDemo {public Object instance = null;private static final int _1Mb = 1024 * 1024;private byte[] bigSize = new byte[10 * _1Mb]; // 申請(qǐng)內(nèi)存public static void main(String[] args) {System.out.println(String.format("開始：%d M",Runtime.getRuntime().freeMemory() / (1024 * 1024)));ReferenceDemo referenceDemo = new ReferenceDemo();ReferenceDemo referenceDemo2 = new ReferenceDemo();referenceDemo.instance = referenceDemo2;referenceDemo2.instance = referenceDemo;System.out.println(String.format("運(yùn)行：%d M",Runtime.getRuntime().freeMemory() / (1024 * 1024)));referenceDemo = null;referenceDemo2 = null;System.gc(); // 手動(dòng)觸發(fā)垃圾回收System.out.println(String.format("結(jié)束：%d M",Runtime.getRuntime().freeMemory() / (1024 * 1024)));}}

運(yùn)行的結(jié)果：

開始：117 M

運(yùn)行中：96 M

結(jié)束：119 M

從結(jié)果可以看出，虛擬機(jī)并沒有因?yàn)橄嗷ヒ镁筒换厥账鼈?#xff0c;也側(cè)面說明了虛擬機(jī)并不是使用引用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的。

2、可達(dá)性分析算法

在主流的語言的主流實(shí)現(xiàn)中，比如Java、C#、甚至是古老的Lisp都是使用的可達(dá)性分析算法來判斷對(duì)象是否存活的。

這個(gè)算法的核心思路就是通過一些列的“GC Roots”對(duì)象作為起始點(diǎn)，從這些對(duì)象開始往下搜索，搜索所經(jīng)過的路徑稱之為“引用鏈”。

當(dāng)一個(gè)對(duì)象到GC Roots沒有任何引用鏈相連的時(shí)候，證明此對(duì)象是可以被回收的。如下圖所示：

在Java中，可作為GC Roots對(duì)象的列表：

• Java虛擬機(jī)棧中的引用對(duì)象。

• 本地方法棧中JNI（既一般說的Native方法）引用的對(duì)象。

• 方法區(qū)中類靜態(tài)常量的引用對(duì)象。

• 方法區(qū)中常量的引用對(duì)象。

對(duì)象生死與引用的關(guān)系

從上面的兩種算法來看，不管是引用計(jì)數(shù)法還是可達(dá)性分析算法都與對(duì)象的“引用”有關(guān)，這說明：對(duì)象的引用決定了對(duì)象的生死。

那對(duì)象的引用都有那些呢？

在JDK1.2之前，引用的定義很傳統(tǒng)：如果reference類型的數(shù)據(jù)中存儲(chǔ)的數(shù)值代表的是另一塊內(nèi)存的起始地址，就稱這塊內(nèi)存代表著一塊引用。

這樣的定義很純粹，但是也很狹隘，這種情況下一個(gè)對(duì)象要么被引用，要么沒引用，對(duì)于介于兩者之間的對(duì)象顯得無能為力。

JDK1.2之后對(duì)引用進(jìn)行了擴(kuò)充，將引用分為：

• 強(qiáng)引用（Strong Reference）

• 軟引用（Soft Reference）

• 弱引用（Weak Reference）

• 虛引用（Phantom Reference）

這也就是文章開頭第一個(gè)問題的答案，對(duì)象不是非生即死的，當(dāng)空間還足夠時(shí)，還可以保留這些對(duì)象

如果空間不足時(shí)，再拋棄這些對(duì)象。很多緩存功能的實(shí)現(xiàn)也符合這樣的場(chǎng)景。

強(qiáng)引用、軟引用、弱引用、虛引用，這4種引用的強(qiáng)度是依次遞減的。

強(qiáng)引用：在代碼中普遍存在的，類似“Object obj = new Object()”這類引用，只要強(qiáng)引用還在，垃圾收集器永遠(yuǎn)不會(huì)回收掉被引用的對(duì)象。

軟引用：是一種相對(duì)強(qiáng)引用弱化一些的引用，可以讓對(duì)象豁免一些垃圾收集，只有當(dāng)jvm認(rèn)為內(nèi)存不足時(shí)，才會(huì)去試圖回收軟引用指向的對(duì)象。jvm會(huì)確保在拋出OutOfMemoryError之前，清理軟引用指向的對(duì)象。

弱引用：非必需對(duì)象，但它的強(qiáng)度比軟引用更弱，被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象只能生存到下一次垃圾收集發(fā)生之前。

虛引用：也稱為幽靈引用或幻影引用，是最弱的一種引用關(guān)系，無法通過虛引用來獲取一個(gè)對(duì)象實(shí)例，為對(duì)象設(shè)置虛引用的目的只有一個(gè)，就是當(dāng)著個(gè)對(duì)象被收集器回收時(shí)收到一條系統(tǒng)通知。

死亡標(biāo)記與拯救

在可達(dá)性算法中不可達(dá)的對(duì)象，并不是“非死不可”的，要真正宣告一個(gè)對(duì)象死亡，至少要經(jīng)歷兩次標(biāo)記的過程。

如果對(duì)象在進(jìn)行可達(dá)性分析之后，沒有與GC Roots相連接的引用鏈，它會(huì)被第一次標(biāo)記，并進(jìn)行篩選，篩選的條件是此對(duì)象是否有必要執(zhí)行finalize()方法。

執(zhí)行finalize()方法的兩個(gè)條件：

1、重寫了finalize()方法。

2、finalize()方法之前沒被調(diào)用過，因?yàn)閷?duì)象的finalize()方法只能被執(zhí)行一次。

如果滿足以上兩個(gè)條件，這個(gè)對(duì)象將會(huì)放置在F-Queue的隊(duì)列之中，并在稍后由一個(gè)虛擬機(jī)自建的、低優(yōu)先級(jí)Finalizer線程來執(zhí)行它。

對(duì)象的“自我拯救”

finalize()方法是對(duì)象脫離死亡命運(yùn)最后的機(jī)會(huì)，如果對(duì)象在finalize()方法中重新與引用鏈上的任何一個(gè)對(duì)象建立關(guān)聯(lián)即可，比如把自己（this關(guān)鍵字）賦值給某個(gè)類變量或?qū)ο蟮某蓡T變量。

來看具體的實(shí)現(xiàn)代碼：

public class FinalizeDemo {public static FinalizeDemo Hook = null;@Overrideprotected void finalize() throws Throwable {super.finalize();System.out.println("執(zhí)行finalize方法");FinalizeDemo.Hook = this;}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Hook = new FinalizeDemo();// 第一次拯救Hook = null;System.gc();Thread.sleep(500); // 等待finalize執(zhí)行if (Hook != null) {System.out.println("我還活著");} else {System.out.println("我已經(jīng)死了");}// 第二次，代碼完全一樣Hook = null;System.gc();Thread.sleep(500); // 等待finalize執(zhí)行if (Hook != null) {System.out.println("我還活著");} else {System.out.println("我已經(jīng)死了");}}}

執(zhí)行的結(jié)果：

執(zhí)行finalize方法

我還活著

我已經(jīng)死了

從結(jié)果可以看出，任何對(duì)象的finalize()方法都只會(huì)被系統(tǒng)調(diào)用一次。

不建議使用finalize()方法來拯救對(duì)象，原因如下：

1、對(duì)象的finalize()只能執(zhí)行一次。

2、它的運(yùn)行代價(jià)高昂。

3、不確定性大。

4、無法保證各個(gè)對(duì)象的調(diào)用順序。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的跟面试官聊到JVM，他99%会让你谈谈这个问题！的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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