面试官:JVM是如何判定对象已死的?学JVM必会的知识!("面试必问:JVM如何判断对象已死?掌握JVM核心知识!")

原创
ithorizon 6个月前 (10-20) 阅读数 12 #后端开发

面试必问:JVM怎样判断对象已死?掌握JVM核心知识!

一、引言

在Java程序中,内存管理是一个非常重要的部分。Java虚拟机(JVM)提供了自动内存管理机制,即垃圾回收(Garbage Collection,简称GC)。GC的核心任务就是找出并回收不再使用的对象,以防止内存泄漏。那么,JVM是怎样判断一个对象已经死亡,从而进行垃圾回收的呢?本文将详细解答这个问题。

二、可达性分析算法

Java虚拟机关键采用可达性分析算法(Reachability Analysis)来判断对象是否存活。这个算法的基本思想是通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起点,从这些起点开端向下遍历,搜索所有可达的对象。如果一个对象在遍历过程中无法被找到,即不可达,那么这个对象就被认为是死亡的,可以被GC回收。

三、GC Roots

GC Roots是指在垃圾回收过程中,作为可达性分析起点的对象。以下是一些常见的GC Roots类型:

  • 虚拟机栈中的局部变量表中的引用对象
  • 方法区中的常量引用对象
  • 类静态属性引用的对象
  • 本地方法栈中的引用对象(如本地方法调用Java对象)
  • 当前线程的Java栈中引用的对象
  • 其他被系统或者JVM内部引用的对象

四、可达性分析算法的执行过程

可达性分析算法的执行过程大致如下:

1. 选择一组GC Roots作为起点

2. 从GC Roots开端,向下遍历对象图,标记所有可达的对象

3. 遍历终止后,所有未被标记的对象即为不可达的对象,可以被GC回收

五、引用计数法

除了可达性分析算法,还有一种较为简洁的垃圾回收算法——引用计数法。引用计数法的基本思想是:为每个对象设置一个引用计数器,当有一个引用指向该对象时,计数器加1;当引用失效时,计数器减1。如果一个对象的引用计数器为0,则意味着没有任何引用指向该对象,它可以被GC回收。

然而,引用计数法有一个缺陷,就是无法处理循环引用的情况。例如,两个对象互相引用,但没有任何外部引用指向它们,这时它们的引用计数器都不会为0,使它们无法被回收。所以,Java虚拟机没有采用引用计数法,而是选择了可达性分析算法。

六、对象的最终状态——死亡

当一个对象被判定为不可达时,它并不会立即被GC回收。在此之前,它还需要经历一个叫做“最终状态”的过程。最终状态分为两个阶段:Finalize和Finalize Reminder。

1. Finalize阶段:这个阶段是对象的最后一次机会,可以执行一些清理工作。当对象被判定为不可达时,它的finalize()方法会被调用。如果在这个阶段,对象重新被引用,那么它将不会被回收。

2. Finalize Reminder阶段:如果在Finalize阶段对象没有被回收,那么它将进入Finalize Reminder阶段。在这个阶段,对象的finalize()方法将不会被再次调用,但它仍然有或许被回收。

七、总结

本文详细介绍了Java虚拟机怎样判断对象已死的过程。JVM关键采用可达性分析算法,通过GC Roots遍历对象图,找出所有不可达的对象。此外,本文还简要介绍了引用计数法以及对象的最终状态。掌握这些知识,有助于我们更好地领会JVM的内存管理机制,优化Java程序的性能。


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