GC(一)

以前上学的时候有这个一个梗，说在食堂里吃饭，吃完把餐盘端走清理的，是 C++ 程序员，吃完直接就走的，是 Java 程序员。🤔

确实，在 Java 的世界里，彷佛咱们不用对垃圾回收那么的专一，不少初学者不懂 GC，也依然能写出一个能用甚至还不错的程序或系统。但其实这并不表明 Java 的 GC 就不重要。相反，它是那么的重要和复杂，以致于出了问题，那些初学者除了打开 GC 日志，看着一堆0101的天文，啥也作不了。😯

今天咱们就从头至尾完整地聊一聊 Java 的垃圾回收。

什么是垃圾回收

垃圾回收（Garbage Collection，GC），顾名思义就是释放垃圾占用的空间，防止内存泄露。有效的使用可使用的内存，对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清除和回收。

Java 语言出来以前，你们都在拼命的写 C 或者 C++ 的程序，而此时存在一个很大的矛盾，C++ 等语言建立对象要不断的去开辟空间，不用的时候又须要不断的去释放控件，既要写构造函数，又要写析构函数，不少时候都在重复的 allocated，而后不停的析构。因而，有人就提出，能不能写一段程序实现这块功能，每次建立，释放控件的时候复用这段代码，而无需重复的书写呢？

1960年，基于 MIT 的 Lisp 首先提出了垃圾回收的概念，而这时 Java 尚未出世呢！因此实际上 GC 并非Java的专利，GC 的历史远远大于 Java 的历史！

怎么定义垃圾

既然咱们要作垃圾回收，首先咱们得搞清楚垃圾的定义是什么，哪些内存是须要回收的。

引用计数算法

引用计数算法（Reachability Counting）是经过在对象头中分配一个空间来保存该对象被引用的次数（Reference Count）。若是该对象被其它对象引用，则它的引用计数加1，若是删除对该对象的引用，那么它的引用计数就减1，当该对象的引用计数为0时，那么该对象就会被回收。

String m = new String("jack");
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先建立一个字符串，这时候"jack"有一个引用，就是 m。

而后将 m 设置为 null，这时候"jack"的引用次数就等于0了，在引用计数算法中，意味着这块内容就须要被回收了。

m = null;
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引用计数算法是将垃圾回收分摊到整个应用程序的运行当中了，而不是在进行垃圾收集时，要挂起整个应用的运行，直到对堆中全部对象的处理都结束。所以，采用引用计数的垃圾收集不属于严格意义上的"Stop-The-World"的垃圾收集机制。

看似很美好，但咱们知道JVM的垃圾回收就是"Stop-The-World"的，那是什么缘由致使咱们最终放弃了引用计数算法呢？看下面的例子。

public class ReferenceCountingGC {

    public Object instance;

    public ReferenceCountingGC(String name){}
}

public static void testGC(){

    ReferenceCountingGC a = new ReferenceCountingGC("objA");
    ReferenceCountingGC b = new ReferenceCountingGC("objB");

    a.instance = b;
    b.instance = a;

    a = null;
    b = null;
}
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1. 定义2个对象
2. 相互引用
3. 置空各自的声明引用

咱们能够看到，最后这2个对象已经不可能再被访问了，但因为他们相互引用着对方，致使它们的引用计数永远都不会为0，经过引用计数算法，也就永远没法通知GC收集器回收它们。

可达性分析算法

可达性分析算法（Reachability Analysis）的基本思路是，经过一些被称为引用链（GC Roots）的对象做为起点，从这些节点开始向下搜索，搜索走过的路径被称为（Reference Chain)，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时（即从 GC Roots 节点到该节点不可达），则证实该对象是不可用的。

经过可达性算法，成功解决了引用计数所没法解决的问题-“循环依赖”，只要你没法与 GC Root 创建直接或间接的链接，系统就会断定你为可回收对象。那这样就引伸出了另外一个问题，哪些属于 GC Root。

Java 内存区域

在 Java 语言中，可做为 GC Root 的对象包括如下4种：

• 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象

• 方法区中类静态属性引用的对象

• 方法区中常量引用的对象

• 本地方法栈中 JNI（即通常说的 Native 方法）引用的对象

虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象

此时的 s，即为 GC Root，当s置空时，localParameter 对象也断掉了与 GC Root 的引用链，将被回收。

public class StackLocalParameter {
    public StackLocalParameter(String name){}
}

public static void testGC(){
    StackLocalParameter s = new StackLocalParameter("localParameter");
    s = null;
}
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方法区中类静态属性引用的对象

s 为 GC Root，s 置为 null，通过 GC 后，s 所指向的 properties 对象因为没法与 GC Root 创建关系被回收。

而 m 做为类的静态属性，也属于 GC Root，parameter 对象依然与 GC root 创建着链接，因此此时 parameter 对象并不会被回收。

public class MethodAreaStaicProperties {
    public static MethodAreaStaicProperties m;
    public MethodAreaStaicProperties(String name){}
}

public static void testGC(){
    MethodAreaStaicProperties s = new MethodAreaStaicProperties("properties");
    s.m = new MethodAreaStaicProperties("parameter");
    s = null;
}
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方法区中常量引用的对象

m 即为方法区中的常量引用，也为 GC Root，s 置为 null 后，final 对象也不会因没有与 GC Root 创建联系而被回收。

public class MethodAreaStaicProperties {
    public static final MethodAreaStaicProperties m = MethodAreaStaicProperties("final");
    public MethodAreaStaicProperties(String name){}
}

public static void testGC(){
    MethodAreaStaicProperties s = new MethodAreaStaicProperties("staticProperties");
    s = null;
}
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本地方法栈中引用的对象

任何 Native 接口都会使用某种本地方法栈，实现的本地方法接口是使用 C 链接模型的话，那么它的本地方法栈就是 C 栈。当线程调用 Java 方法时，虚拟机会建立一个新的栈帧并压入 Java 栈。然而当它调用的是本地方法时，虚拟机会保持 Java 栈不变，再也不在线程的 Java 栈中压入新的帧，虚拟机只是简单地动态链接并直接调用指定的本地方法。

未完，待续·············

note:我走得很慢，可是我从不后悔。