深入理解 JAVA 虚拟机原理之垃圾回收器机制（一），Java 开发 6 年了

范例：循环引用问题

/**  * JVM参数:-XX:+PrintGC  **/public class Test {  public Object instance = null;  private static int _1MB = 1024 * 1024;  private byte[] bigSize = new byte[2 * _1MB];  public static void testGC() {    Test test1 = new Test();    Test test2 = new Test();    test1.instance = test2;    test2.instance = test1;    test1 = null;    test2 = null;    // 强制JVM进行垃圾回收    System.gc();  }  public static void main(String[] args) {    testGC();  }}

程序输出：[GC (System.gc()) 6092K->856K(125952K), 0.0007504 secs]

从结果可以看出，GC 日志包含" 6092K->856K(125952K)"，意味着虚拟机并没有因为这两个对象互相引用就不回收他们。即 JVM 并不使用引用计数法来判断对象是否存活。

1.2 可达性分析算法在上面讲了，Java 并不采用引用计数法来判断对象是否已“死”，而采用“可达性分析”来判断对象是否存活（同样采用此法的还有 C#、Lisp-最早的一门采用动态内存分配的语言）。此算法的核心思想：通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索走过的路径称为“引用链”，当一个对象到 GC Roots 没有任何的引用链相连时(从 GC Roots 到这个对象不可达)时，证明此对象不可用。以下图为例：

对象 Object5 —Object7 之间虽然彼此还有联系，但是它们到 GC Roots 是不可达的，因此它们会被判定为可回收对象。

在 Java 语言中，可作为 GC Roots 的对象包含以下几种：

虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象。方法区中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(Native 方法)引用的对象在 JDK1.2 以前，Java 中引用的定义很传统: 如果引用类型的数据中存储的数值代表的是另一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用。这种定义有些狭隘，一个对象在这种定义下只有被引用或者没有被引用两种状态。我们希望能描述这一类对象: 当内存空间还足够时，则能保存在内存中；如果内存空间在进行垃圾回收后还是非常紧张，则可以抛弃这些对象。很多系统中的缓存对象都符合这样的场景。在 JDK1.2 之后，Java 对引用的概念做了扩充，将引用分为强引用(Strong Reference)、软引用(Soft Reference)、弱引用(Weak Reference)和虚引用(Phantom Reference)四种，这四种引用的强度依次递减。

• 强引用: 强引用指的是在程序代码之中普遍存在的，类似于"Object obj = new Object()"这类的引用，只要强引用还存在，垃圾回收器永远不会回收掉被引用的对象实例。

• 软引用: 软引用是用来描述一些还有用但是不是必须的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出之前，会把这些对象列入回收范围之中进行第二次回收。如果这次回收还是没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。在 JDK1.2 之后，提供了 SoftReference 类来实现软引用。

• 弱引用: 弱引用也是用来描述非必需对象的。但是它的强度要弱于软引用。被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾回收发生之前。当垃圾回收器开始进行工作时，无论当前内容是否够用，都会回收掉只被弱引用关联的对象。在 JDK1.2 之后提供了 WeakReference 类来实现弱引用。

• 虚引用: 虚引用也被称为幽灵引用或者幻影引用，它是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一个对象实例。为一个对象设置虚引用的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。在 JDK1.2 之后，提供了 PhantomReference 类来实现虚引用。生存还是死亡？即使在可达性分析算法中不可达的对象，也并非"非死不可"的，这时候他们暂时处在"缓刑"阶段。要宣告一个对象的真正死亡，至少要经历两次标记过程: 如果对象在进行可达性分析之后发现没有与 GC Roots 相连接的引用链，那它将会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行?nalize()方法。当对象没有覆盖?nalize()方法或者?nalize()方法已经被 JVM 调用过，虚拟机会将这两种情况都视为"没有必要执行"，此时的对象才是真正"死"的对象。如果这个对象被判定为有必要执行?nalize()方法，那么这个对象将会被放置在一个叫做 F-Queue 的队列之中，并在稍后由一个虚拟机自动建立的、低优先级的 Finalizer 线程去执行它（这里所说的执行指的是虚拟机会触发?nalize()方法）。?nalize()方法是对象逃脱死亡的最后一次机会，稍后 GC 将对 F-Queue 中的对象进行第二次小规模标记，如果对象在?nalize()中成功拯救自己(只需要重新与引用链上的任何一个对象建立起关联关系即可)，那在第二次标记时它将会被移除出"即将回收"的集合；如果对象这时候还是没有逃脱，那基本上它就是真的被回收了。

范例：对象自我拯救

public class Test {  public static Test test;  public void isAlive() {    System.out.println("I am alive :)");  }  @Override  protected void finalize() throws Throwable {    super.finalize();    System.out.println("finalize method executed!");    test = this;  }  public static void main(String[] args)throws Exception {    test = new Test();    test = null;    System.gc();    Thread.sleep(500);    if (test != null) {      test.isAlive();    }else {      System.out.println("no,I am dead :(");    }    // 下面代码与上面完全一致，但是此次自救失败

# **写在最后**
为了这次面试，也收集了很多的面试题！
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以下是部分面试题截图
![Java程序员秋招三面蚂蚁金服，我总结了所有面试题，也不过如此](https://static001.geekbang.org/infoq/2c/2c4f1479e61558c13ee89d961c6a148b.png)