当前位置： 首页 > news >正文

JVM垃圾收集中判断对象存活相关问题

news 2025/9/21 6:54:10

如何判断对象是否存活？

1.1. 引用计数算法

        引用计数算法基本思路：

  • 在对象内部，添加并维护一个引用计数器；
  • 每当有一个地方引用它的时候，计数器就加 +1；
  • 每当有一个引用失效的时候，计数器就减 -1；
  • 当计数器的值为 0 的时候，那么该对象就是可被 GC 回收的垃圾对象

        注：引用计数算法存在的问题：对象循环引用
a 对象引用了 b 对象，b 对象也引用了 a 对象，a、b 对象却没有再被其他对象所引用了，其实正常来说这两个对象已经是垃圾了，因为没有其他对象在使用了，但是计数器内的数值却不是 0，所以引用计数算法就无法回收它们。

1.2. 可达性分析算法

        可达性分析算法（Reachability Analysis）基本思路：通过定义了一系列称为 “GC Roots” 的根对象作为起始节点集，从 GC Roots 开始，根据引用关系往下进行搜索，查找的路径我们把它称为 “引用链”。当一个对象到 GC Roots 之间没有任何引用链相连时（对象与 GC Roots 之间不可达），那么该对象就是可被 GC 回收的垃圾对象。
可达性分析算法也是 JVM 默认使用的寻找垃圾算法。

        例如：
Object 6、Object 7、Object 8 彼此之前有引用关系，但是没有与 “GC Roots” 相连，那么就会被当做垃圾所回收。

1.3. Java 中的四种引用类型

1.3.1. 强引用（Strong Reference）

        强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足时，JVM 宁愿抛出 OutOfMemoryError 错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。

Object strongReference = new Object();

        如果强引用对象不使用时，需要弱化从而使 GC 能够回收。
        弱化方式 1：显式地设置 strongReference 对象为 null，则 gc 认为该对象不存在引用，这时就可以回收这个对象。但是，具体什么时候收集这要取决于 GC 算法。例如，strongReference 是全局变量时，就需要在不用这个对象时赋值为 null，因为强引用不会被垃圾回收。

strongReference = null;

        应用场景：在 ArrayList 集合类中定义 elementData 数组，在调用 clear () 方法清空集合元素时，将每个数组元素被赋值为 null 。目的是为了将内存数组中存放的引用类型进行内存释放，可以及时释放内存。不选择将 elementData=null，是为了避免在后续调用 add () 等方法添加新元素时，需要进行内存的重新分配。

public void clear() {modCount++;// clear to let GC do its workfor (int i = 0; i < size; i++)elementData[i] = null;size = 0;
}

        弱化方式 2：让对象超出作用域范围。
应用场景：在一个方法的内部有一个强引用，这个引用保存在 VM Stack 栈中（GC Root ），而真正的引用对象 (Object) 保存在堆中。当这个方法运行完成后，就会退出方法栈，则这个对象会被回收。

public void test() {Object strongReference = new Object();// 省略其他操作
}
1.3.2. 软引用（Soft Reference）

        如果一个对象只具有软引用，则内存空间充足时，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。所以，软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。
创建软引用，可以使用 SoftReference：

// 强引用
String strongReference = new String("abc");// 软引用
String str = new String("abc");
SoftReference<String> softReference = new SoftReference<String>(str);// 访问软引用
softReference.get();

        软引用对象是在 jvm 内存不够的时候才会被回收，我们调用 System.gc () 方法只是起通知作用，最终何时回收，由 JVM 决定。
所以，当内存不足时，JVM 首先将软引用中的对象引用置为 null，然后通知垃圾回收器进行回收：

// 软引用
String str = new String("abc");
SoftReference<String> softReference = new SoftReference<>(str);str = null;// Notify GC
System.gc();try {byte[] buff1 = new byte[900000000]; // 内存充沛// byte[] buff2 = new byte[900000000]; // 内存不足
} catch (Error e) {e.printStackTrace();
}System.out.println(softReference.get()); // abc 或 null

        应用场景：短视频 APP 中的视频缓存，后退时，显示的短视频内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢？

  1. 如果一个短视频在播放结束时，就进行内容的回收，则后退查看前面播放的短视频时，需要重新请求。
  2. 如果将播放过的短视频存储到内存中，会造成内存的开销，甚至会造成内存溢出。
    此时，可以使用软引用解决这个实际问题：
// 获取视频播放器对象
Player videoAlayer = new Player();// 加载短视频
Video video = audioAlayer.getVideo();// 将播放完毕的短视频设置为软引用
SoftReference softReference = new SoftReference(video);// 回退或者再次播放时
if(softReference.get() != null) {// 内存充足，还没有被回收器回收，直接获取缓存video = softReference.get();
} else {// 内存不足，软引用的对象已经回收video = audioLayer.getVideo();// 重新构建软引用softReference = new SoftReference(video);
}

        软引用测试1（内存充足时）：

public class Test4 {public static void main(String[] args) {String str1=new String("elysia");//软引用//str2=str1SoftReference<String> str2=new SoftReference<>(str1);//弱化强引用str1=null;//Notify GCSystem.gc();try {byte[] buff=new byte[900000000];//内存充沛
//            byte[] buff1=new byte[900000000];//内存充沛
//            byte[] buff2=new byte[900000000];//内存充沛
//            byte[] buff3=new byte[900000000];//内存不足}catch (Error error){error.printStackTrace();}//内容充足时，GC不会回收，可以正常访问//内容不足时，GC进行回收，不能正常访问，返回nullSystem.out.println(str2.get());}
}

        软引用测试2（内存不足时）：

public class Test4 {public static void main(String[] args) {String str1=new String("elysia");//软引用//str2=str1SoftReference<String> str2=new SoftReference<>(str1);//弱化强引用str1=null;//Notify GCSystem.gc();try {byte[] buff=new byte[900000000];//内存充沛byte[] buff1=new byte[900000000];//内存充沛byte[] buff2=new byte[900000000];//内存充沛byte[] buff3=new byte[900000000];//内存不足}catch (Error error){error.printStackTrace();}//内容充足时，GC不会回收，可以正常访问//内容不足时，GC进行回收，不能正常访问，返回nullSystem.out.println(str2.get());}
}

1.3.3. 弱引用（Weak Reference）

        只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。
创建弱引用，使用 WeakReference：

String str = new String("abc");
WeakReference<String> weakReference = new WeakReference<>(str);
str = null;System.gc();// 一旦发生GC，弱引用一定会被回收
System.out.println(weakReference.get());

        弱引用测试1（没有回收时）：

public class Test4 {public static void main(String[] args) {String str1=new String("elysia");//弱引用WeakReference<String> str2=new WeakReference<>(str1);//弱化强引用str1=null;//此时没有进行回收System.out.println(str2.get());}
}

        弱引用测试2（进行回收后）：

public class Test4 {public static void main(String[] args) {String str1=new String("elysia");//弱引用WeakReference<String> str2=new WeakReference<>(str1);//弱化强引用str1=null;//Notify GCSystem.gc();//进行回收后System.out.println(str2.get());}
}

1.3.4. 虚引用（Phantom Reference）

        虚引用是最弱的一种引用关系，如果一个对象仅持有虚引用，完全不会对其生存时间构成影响，它就和没有任何引用一样，随时可能会被回收。
虚引用，主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动，可以在垃圾收集时收到一个系统通知。
在 JDK1.2 之后，用 PhantomReference 类来表示，通过查看这个类的源码，发现它只有一个构造函数和一个 get () 方法，而且它的 get () 方法仅仅是返回一个 null，也就是说将永远无法通过虚引用来获取对象。

public class PhantomReference<T> extends Reference<T> {public T get() {return null;}
}

        案例：

public class Test4 {public static void main(String[] args) {String str1=new String("elysia");//虚引用PhantomReference<String> str3=new PhantomReference<>(str1, new ReferenceQueue<>());System.out.println(str3.get());}
}

    http://www.dtcms.com/a/392540.html

    相关文章：

  • 【C++】告别“类型转换”踩坑，从基础到四种核心强制转换方式
  • WinDivert学习文档之五-————编程API（八）
  • 【LVS入门宝典】LVS NAT模式深度解析：流量走向与IP包头修改机制
  • 第二章 微调：定制专属模型——从通用能力到场景适配
  • 为统信UOS2.0离线安装python3.11.9开发环境
  • Maven 进阶：依赖管理的 “坑” 与解决方案
  • 2.15Vue全家桶-VueRouter
  • 五、Maven引入
  • 通过 TypeScript 在 Vue 3 中利用类型系统优化响应式变量的性能
  • Maven 入门：从 “手动导包” 到 “自动化构建” 的第一步
  • 【Python】数组
  • AI任务相关解决方案18-基于大模型、MCP、Agent与RAG技术的数据分析系统研究报告
  • 飞牛NAS系统版本重大更新：支持挂载115网盘！挂载教程来袭！
  • SpringAI、Dify与Ollama的技术落地与协作
  • Python Selenium 核心技巧与实战：从基础操作到极验滑动验证码破解
  • PyQt6 实战：多源输入 ASCII 艺术转换器全解析（图片 / 视频 / 摄像头实时处理 + 自定义配置）
  • Java 大视界 —— Java 大数据在智能农业病虫害精准识别与绿色防控中的创新应用
  • Qt qDebug()调试函数，10分钟讲清楚
  • Go语言基于 DDD（Domain Driven Design）领域驱动设计架构实现备忘录 todolist
  • Go基础：Go变量、常量及运算符详解
  • c++如何开发游戏
  • 3D体素（Voxel）算法原理内容综述
  • 家庭劳务机器人进化史：从单一功能到全能管家的四阶跃迁
  • 【工具推荐及使用】——基于pyecharts的Pythpn可视化
  • Transformer实战（19）——微调Transformer语言模型进行词元分类
  • ModelView【QT】
  • ES6 promise-try-catch-模块化开发
  • webrtc弱网-ProbeController类源码分析与算法原理
  • Pycharm远程同步Jetson Orin Super
  • 深入解析Tomcat类加载器：为何及如何打破Java双亲委派模型