目錄

垃圾的條件

1、引用計數法

2、可達性分析

3、強引用

4、軟引用

5、弱引用

6、虛引用

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判斷垃圾的條件

在Java虛擬機（JVM）中，垃圾收集器負責管理內存，其中的垃圾收集算法用于確定哪些對象是垃圾，可以被回收以釋放內存空間。Java中主要使用的是自動內存管理，垃圾收集器會自動識別和回收不再被程序引用的對象。以下是一些判定對象為垃圾的條件：

1、引用計數法

引用計數法是一種簡單而直觀的垃圾收集算法，其核心思想是通過在對象頭中添加一個引用計數器，記錄該對象被引用的次數。每當有一個新的引用指向該對象時，引用計數加一；當引用被刪除或者超出作用范圍時，引用計數減一。當引用計數為零時，表示該對象不再被引用，即可以被回收。

然而，引用計數法有一個明顯的缺陷，即難以處理循環引用的情況。例如，兩個對象互相引用，它們的引用計數永遠不會變為零，即使它們已經不再被程序所使用。

以下是一個簡單的引用計數法的Java代碼示例：

class ReferenceCountingObject {private int referenceCount = 0;public ReferenceCountingObject() {// 對象初始化時，引用計數為 0}public void addReference() {referenceCount++;}public void removeReference() {referenceCount--;if (referenceCount == 0) {// 當引用計數為零時，可以進行垃圾回收操作System.out.println("對象被回收");}}
}public class ReferenceCountingExample {public static void main(String[] args) {// 創建兩個對象ReferenceCountingObject obj1 = new ReferenceCountingObject();ReferenceCountingObject obj2 = new ReferenceCountingObject();// obj1 引用計數加一obj1.addReference();// obj2 引用計數加一obj2.addReference();// obj1 引用計數減一obj1.removeReference();// obj1 引用計數為零，可以進行垃圾回收// obj2 引用計數仍為一}
}

2、可達性分析

可達性分析是Java虛擬機中垃圾收集的核心算法之一，它主要通過判斷對象是否能夠從一組稱為"GC Roots"的根對象出發，通過引用鏈追蹤，最終判斷對象是否可達。以下是關于可達性分析的一些詳細細節和Java代碼示例：

1. GC Roots： GC Roots包括虛擬機棧中引用的對象、方法區中類靜態屬性引用的對象、方法區中常量引用的對象以及本地方法棧中JNI（Java Native Interface）引用的對象。這些對象被認為是程序的根對象，是可達性分析的起始點。

2. 可達性分析過程： 從GC Roots出發，通過對象引用鏈逐步追蹤，判斷對象是否能夠被程序訪問到。如果對象能夠通過一系列引用到達GC Roots，則該對象被認為是可達的；反之，如果無法到達，則被認為是不可達的。

3. 標記-清除算法： 在可達性分析過程中，標記-清除算法是一種常用的垃圾收集算法。通過標記可達的對象，然后清除不可達的對象，最終回收被標記的垃圾。

下面是一個簡單的Java代碼示例，演示了可達性分析的基本原理：

class MyClass {// 成員變量，作為引用private MyClass reference;public MyClass() {this.reference = null;}public void setReference(MyClass anotherObject) {this.reference = anotherObject;}
}public class ReachabilityAnalysisExample {public static void main(String[] args) {// 創建對象1MyClass obj1 = new MyClass();// 創建對象2MyClass obj2 = new MyClass();// obj1 的 reference 成員變量指向 obj2obj1.setReference(obj2);// obj2 的 reference 成員變量為空，不指向其他對象// 現在，obj1 和 obj2 都是可達的，因為它們可以通過引用鏈相互訪問// 將 obj1 置為 null，切斷對 obj1 的引用obj1 = null;// 現在，obj1 不可達，因為沒有其他引用指向它，但 obj2 仍然可達// 執行垃圾回收System.gc();// 垃圾回收器可能會回收不可達的對象，釋放其占用的內存// 在實際應用中，Java 虛擬機會根據不同的垃圾收集算法和策略執行垃圾回收}
}

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3、強引用

強引用是最常見的引用類型，只要強引用存在，垃圾收集器就不會回收被引用的對象。當沒有任何強引用指向一個對象時，該對象就變得不可達。

• 特點： 強引用是最常見的引用類型，它會使對象始終保持存活。只要存在強引用指向一個對象，垃圾收集器就不會回收該對象。

• 使用場景： 大多數對象的引用都是強引用，例如通過 new 操作符創建的對象就是強引用。當程序員希望確保對象不被垃圾收集器回收時，使用強引用是合適的。

Object obj = new Object(); // 強引用

?

4、軟引用

軟引用用于描述一些還有用但非必需的對象。在系統將要發生內存溢出之前，會嘗試回收軟引用指向的對象。

• 特點： 軟引用用于描述一些還有用但非必需的對象。當系統內存不足時，垃圾收集器會根據軟引用的情況來決定是否回收該對象，以釋放內存。

• 使用場景： 軟引用通常用于實現緩存策略，允許在內存不足時回收部分緩存而不會導致程序崩潰。

SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(new Object());
Object obj = softRef.get(); // 獲取軟引用指向的對象

5、弱引用

弱引用也用于描述非必需對象，但它的生命周期比軟引用更短。當垃圾收集器運行時，無論內存是否足夠，都會回收被弱引用指向的對象。

• 特點： 弱引用描述的是非必需對象，其生命周期比軟引用更短。當垃圾收集器運行時，無論內存是否足夠，都會回收被弱引用指向的對象。

• 使用場景： 弱引用常用于實現對象緩存，但不希望緩存的對象影響垃圾回收。

WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());
Object obj = weakRef.get(); // 獲取弱引用指向的對象

6、虛引用

虛引用是最弱的引用類型，幾乎沒有保持對象存活的作用。主要用于對象被回收前的一些清理操作。

• 特點： 虛引用是最弱的引用類型，幾乎沒有保持對象存活的作用。主要用于對象被回收前的一些清理操作。虛引用必須和引用隊列（ReferenceQueue）一起使用。

• 使用場景： 虛引用主要用于跟蹤對象被垃圾收集的狀態，執行一些清理操作或者資源釋放。

ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), referenceQueue);
// 虛引用不提供 get 方法，因為其并不保持對象的存活，需要通過 ReferenceQueue 來獲取通知
Object obj = phantomRef.get(); // 返回始終為 null

?總體而言，這些引用類型在Java中提供了更靈活的內存管理手段，允許開發人員根據不同的場景來控制對象的生命周期。選擇合適的引用類型取決于應用程序的需求，以及對內存使用和性能的權衡。