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  • 2016-11-01 09:50:32

    java对象存活判断


    1.判断对象是否存活的算法

        1.1引用计数算法

                为每一个对象设置一个对象引用计算器,每当有地方引用到该对象的时候,该对象的引用计算器就自动的加一,如果每当引用失效的时候,该对象的引用计算器就会相应的减一。任何时刻当该对象的引用计数器为0的时候就说明了该对象不再被引用。

         1.1.1引用计算算法的缺点

                 当objA和objB相互引用的时候,他们的引用计数器都是1,他们相互引用着对方,但是实际上这两个对象已经不能被访问,于是引用计数器无法通知系统区回收他们。

    objA.instance = objB;
    objB.instance = objA;

         1.2可达性分析算法

                  这个算法的基本思想是通过一个根节点RootGC作为一个起始点,从这个节点往下搜索,搜索所走过的路径就是引用链(Reference Chain),当一个对象到RootGC都没有引用链的时候(图论说法就是当一个GCRoot节点到该对象不可达),则证明此对象是不可用的。

        1.2.1 java中可以用作GC Root的对象

               1.虚拟机栈中引用的对象
               2.方法区中静态属性引用的对象
               3.方法区中常量引用的对象
               4.本地方法栈JNI(即一般说的Native方法)引用的对象

        1.2.2 gc自我拯救  

               当通过系统分析发现,RootGC节点到该对象不可达的时候,是否对象就会被回收的呢,答案不是一定的,这时候他暂时时处于缓刑阶段,至少要经过两次的标记的过程,才真正宣告一个对象的死亡,第一次是当系统检测到该对象到RootGC节点不可达的时候,进行第一次的标记,然后系统就会检查该对象有没有覆盖finalize方法,如果有的话便会执行finalize方法,如果该对象在finalize方法中与任何一个对象进行关联的话便可以不会被回收。

    2. 回收方法区

               java虚拟机规范中确实规定了虚拟机中在方法区是不会实现垃圾回收的,而且在方法区中实现垃圾回收性价比比较低,在堆中,特别是新生代,一般垃圾回收可以回收70-80%的空间,但是永生代中的效率远低于这个。

        2.1 永生代的垃圾回收包括两部分的内容    

             1 废弃常量
             2 无用的类    

        2.2无用的类的定义:    

               必须满足3个条件:

                 1.该类的所有实例都已经被回收,也就是Java堆中不存在这个类的实例。

                 2.加载该类的ClassLoader也已经被回收。

                 3.该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用,无法在任何地方通过反射访问这个类。

                

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  • 目录一、判断对象是否存活的方式二、引用计数法2.1、引用计数法的概述2.2、引用计数法的缺点2.3、查看对象是否被回收掉三、可达性分析3.1、可达性分析的概述3.2、GC Roots的对象的概述 一、判断对象是否存活的方式 ...

    一、判断对象是否存活的方式

    • 引用计数法
    • 可达性分析

    二、引用计数法

    2.1、引用计数法的概述

    • 给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,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0的对象就是不可能再被使用的。

    2.2、引用计数法的缺点

    • 至少主流的java虚拟机里面没有选用引用计数算法来管理内存。其中最主要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。

    2.3、查看对象是否被回收掉

    • 添加如下2个参数:
    • -verbose:gc
    • -xx:+PrintGCDetail

    三、可达性分析

    3.1、可达性分析的概述

    • 通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链(Renfence Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时,则证明此对象是不可用的。

    在这里插入图片描述

    3.2、GC Roots的对象的概述

    • 在java语言中,可作为GC Roots的对象包括下面几种:
    • 虚拟机(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(即一般说的Native方法)引用对象。
    展开全文
  • 前言如何判断一个Java对象是否存活对于垃圾回收、防止内存泄漏等十分重要本文将全面讲解判断Java对象存活的方式,希望你们会喜欢在接下来的日子,我会推出一系列讲解JVM的文章,具体如下;感兴趣可持续关注Carson_Ho...

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    前言

    如何判断一个Java对象是否存活对于垃圾回收、防止内存泄漏等十分重要

    本文将全面讲解判断Java对象存活的方式,希望你们会喜欢

    在接下来的日子,我会推出一系列讲解JVM的文章,具体如下;感兴趣可持续关注Carson_Ho的安卓开发笔记

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    1. 判断方式

    垃圾收集器对 Java堆里的对象 是否进行回收的判断准则:Java对象是存活 or 死亡

    判断对象为死亡才会进行回收

    在Java虚拟机中,判断对象是否存活有2种方法:

    引用计数法

    引用链法(可达性分析法)

    下面会进行详细介绍。

    2. 引用计数法

    2.1 方式描述

    给 Java 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 +1;引用失效则 -1;

    2.2 判断对象存活准则

    当计数器不为 0 时,判断该对象存活;否则判断为死亡(计数器 = 0)。

    2.3 优点

    实现简单

    判断高效

    2.4 缺点

    无法解决 对象间相互循环引用 的问题

    即该算法存在判断逻辑的漏洞

    具体描述

    // 对象objA 和 objB 都有字段 name

    // 两个对象相互进行引用,除此之外这两个人对象没有任何引用

    objA.name = objB;

    objB.name = objA;

    // 实际上这两个对象已经不可能再被访问,应该要被垃圾收集器进行回收

    // 但因为他们相互引用,所以导致计数器不为0,这导致引用计数算法无法通知垃圾收集器回收该两个对象

    正由于该算法存在判断逻辑漏洞,所以 Java虚拟机没有采用该算法判断Java是否存活。

    3. 引用链法(可达性分析法)

    很多主流商用语言(如Java、C#)都采用 引用链法 判断 Java对象是否存活。

    含3个步骤:

    可达性分析

    第一次标记 & 筛选

    第二次标记 & 筛选

    3.1 可达性分析

    a. 方式描述

    将一系列的 GC Roots 对象作为起点,从这些起点开始向下搜索。

    可作为 GC Root 的对象有:

    1.Java虚拟机栈(栈帧的本地变量表)中引用的对象

    2.本地方法栈 中 JNI引用对象

    3.方法区 中常量、类静态属性引用的对象

    向下搜索的路径 = 引用链

    如下图:

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    示意图

    b. 判断 对象是否可达 标准

    当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时,则判断该对象不可达

    没有任何引用链相连 = GC Root到对象不可达 = 对象不可用

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    特别注意

    可达性分析 仅仅只是判断对象是否可达,但还不足以判断对象是否存活 / 死亡

    当在 可达性分析 中判断不可达的对象,只是“被判刑” = 还没真正死亡

    不可达对象会被放在”即将回收“的集合里。

    要判断一个对象真正死亡,还需要经历两个阶段:

    第一次标记 & 筛选

    第二次标记 & 筛选

    3.2 第一次标记 & 筛选

    对象 在 可达性分析中 被判断为不可达后,会被第一次标记 & 准备被筛选

    a. 不筛选:继续留在 ”即将回收“的集合里,等待回收;

    b. 筛选:从 ”即将回收“的集合取出

    筛选的标准:该对象是否有必要执行 finalize()方法

    若有必要执行(人为设置),则筛选出来,进入下一阶段(第二次标记 & 筛选);

    若没必要执行,判断该对象死亡,不筛选 并等待回收

    当对象无 finalize()方法 或 finalize()已被虚拟机调用过,则视为“没必要执行”

    3.3 第二次标记 & 筛选

    当对象经过了第一次的标记 & 筛选,会被进行第二次标记 & 准备被进行 筛选

    a. 方式描述

    该对象会被放到一个 F-Queue 队列中,并由 虚拟机自动建立、优先级低的Finalizer 线程去执行 队列中该对象的finalize()

    finalize()只会被执行一次

    但并不承诺等待finalize()运行结束。这是为了防止 finalize()执行缓慢 / 停止 使得 F-Queue队列其他对象永久等待。

    b. 筛选标准

    在执行finalize()过程中,若对象依然没与引用链上的GC Roots 直接关联 或 间接关联(即关联上与GC Roots 关联的对象),那么该对象将被判断死亡,不筛选(留在”即将回收“集合里) 并 等待回收

    3.4 总结

    3步骤 + 以下流程

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    示意图

    4. 总结

    本文全面讲解判断Java对象存活的方式

    在接下来的日子,我会推出一系列讲解JVM的文章,具体如下;感兴趣的同学可以继续关注本人运营的Wechat Public Account:

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  • java对象存活分析

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    java虚拟机总共分为五个区域,其中三个是线程私有:程序计数器,虚拟机栈,本地方法栈,两个是线程共享:堆,...java堆和方法区主要存放各种类型的对象(方法区中也存储一些静态变量和全局常量等信息),那么我们...

    java虚拟机总共分为五个区域,其中三个是线程私有:程序计数器,虚拟机栈,本地方法栈,两个是线程共享:堆,方法区。线程私有的区域等到线程结束时(栈帧出栈时)会自动被释放,空间比较容易清理。而线程共享的java堆和方法区中的空间较大而且没有线程的回收容易产生很多垃圾信息,GC垃圾回收真正关心的就是这部分。

    java堆和方法区主要存放各种类型的对象(方法区中也存储一些静态变量和全局常量等信息),那么我们在使用GC对其进行回收的时候首先要考虑的就是如何判断一个对象是否应该被回收。也就是要判断一个对象是否还有其他的引用或关联使得这个对象处于存活的状态。我们需要将不在存活状态的所有对象标记出,以便于GC进行回收。

    判断对象是否存活有两种比较常见的方法:引用计数法可达性分析算法

    引用计数法

    引用计数法的逻辑非常简单,但是存在问题,java并不采用这种方式进行对象存活判断。

    引用计数法的逻辑是:在堆中存储对象时,在对象头处维护一个counter计数器,如果一个对象增加了一个引用与之相连,则将counter++。如果一个引用关系失效则counter–。如果一个对象的counter变为0,则说明该对象已经被废弃,不处于存活状态。

    这种方法来标记对象的状态会存在很多问题:

    1 jdk从1.2开始增加了多种引用方式:软引用、弱引用、虚引用,且在不同引用情况下程序应进行不同的操作。如果我们只采用一个引用计数法来计数无法准确的区分这么多种引用的情况。

    引用计数法无法解决多种类型引用的问题。但这并不是致命的,因为我们可以通过增加逻辑区分四种引用情况,虽然麻烦一些但还算是引用计数法的变体,真正让引用计数法彻底报废的下面的情况。

    2 如果一个对象A持有对象B,而对象B也持有一个对象A,那发生了类似操作系统中死锁的循环持有,这种情况下A与B的counter恒大于1,会使得GC永远无法回收这两个对象。

    可达性分析算法

    在主流的商用程序语言中(Java和C#),都是使用可达性分析算法判断对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列名为GC Roots的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链(Reference Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时,则证明此对象是不可用的,下图对象object5, object6, object7虽然有互相判断,但它们到GC Roots是不可达的,所以它们将会判定为是可回收对象。

    这里写图片描述

    那么那些点可以作为GC Roots呢?一般来说,如下情况的对象可以作为GC Roots:

    1. 虚拟机栈(栈桢中的本地变量表)中的引用的对象
    2. 方法区中的类静态属性引用的对象
    3. 方法区中的常量引用的对象
    4. 本地方法栈中JNI(Native方法)的引用的对象

    HotSpot虚拟机如何实现可达性算法?

    java中的主流虚拟机HotSpot采用可达性分析算法来确定一个对象的状态,那么HotSpot在具体实现该算法时采用了哪些结构?

    使用OopMap记录并枚举根节点

    HotSpot首先需要枚举所有的GC Roots根节点,虚拟机栈的空间不大,遍历一次的时间或许可以接受,但是方法区的空间很可能就有数百兆,遍历一次需要很久。更加关键的是,当我们遍历所有GC Roots根节点时,我们需要暂停所有用户线程,因为我们需要一个此时此刻的”虚拟机快照”,如果我们不暂停用户线程,那么虚拟机仍处于运行状态,我们无法确保能够正确遍历所有的根节点。所以此时的时间开销过大更是我们不能接受的。

    基于这种情况,HotSpot实现了一种叫做OopMap的数据结构,这种数据结构在类加载完成时把对象内的偏移量是什么类型计算出,并且存放下位置,当需要遍历根结点时访问所有OopMap即可。

    用安全点Safepoint约束根节点

    如果将每个符合GC Roots条件的对象都存放进入OopMap中,那么OopMap也会变得很大,而且其中很多对象很可能会发生一些变化,这些变化使得维护这个映射表很困难。实际上,HotSpot并没有为每一个对象都创建OopMap,只在特定的位置上创建了这些信息,这些位置称为安全点(Safepoints)。

    为了保证虚拟机中安全点的个数不算太多也不是太少,主要决定安全点是否被建立的因素是时间。当进行了耗时的操作时,比如方法调用、循环跳转等时会产生安全点。此外,HotSpot虚拟机在安全点的基础上还增加了安全区域的概念,安全区域是安全点的扩展。在一段安全区域中能够实现安全点不能达成的效果。


    转自:http://blog.csdn.net/quinnnorris/article/details/75040538

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