可达性分析算法_交通通达度计算方法

可达性分析算法_交通通达度计算方法当前主流的商用程序语言(Java、C#…)的内存管理子系统,都是通过可达性分析(ReachabilityAnalysis)算法来判定对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列称为"GCRoots"的根对象作为起始节点集合,从这些节点开始,根据引用关系向下搜索,搜索

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当前主流的商用程序语言(Java、 C#…)的内存管理子系统,都是通过可达性分析(Reachability Analysis)算法来判定对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列称为“GC Roots”的根对象作为起始节点集合,从这些节点开始,根据引用关系向下搜索,搜索过程所走过的路径称为“引用链”(Reference Chain),如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连,或者用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达时,则证明此对象是不可能再被使用的。
可达性分析算法_交通通达度计算方法

在Java技术体系里面,固定可作为GC Roots的对象包括以下几种:
    在虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象。
    在方法区中类静态属性引用的对象。
    在方法区中常量引用的对象,如字符串常量池(String Table)里的引用指向的对象。
    在本地方法栈中JNI (即通常所说的Native方法)引用的对象。
    Java虚拟机内部的引用,如基本数据类型对应的Class对象,一些常驻的异常对象比如NullPointExcepiton、 OutOfMemoryError等,还有系统类加载器。
    所有被同步锁(synchronized关键字) 持有的对象。
    反映Java虚拟机内部情况的JMXBean,用于监管 JVM 和 JRE 的其他组件的 MBean、JVMTI,是Java虚拟机提供的一整套后门。通过这套后门可以对虚拟机方方面面进行监控,分析,在JVMTI中注册的回调、本地代码缓存等。
除了这些固定的GC Roots集合以外,根据用户所选用的垃圾收集器以及当前回收的内存区域不同,还可以有其他对象”临时性”地加入,共同构成完整GC Roots集合。

 在JDK 1.2版之前,Java里面的引用是很传统的定义:
如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址,就称该reference数据是代表某块内存、某个对象的引用。
这种定义并没有什么不对,只是现在看来有些过于狭隘了,一个对象在这种定义下只有”被引用”或者”未被引用”两种状态,对于描述一些”食之无味,弃之可惜”的对象就显得无能为力。譬如我们希望能描述一类对象:当内存空间还足够时,能保留在内存之中,如果内存空间在进行垃圾收集后仍然非常紧张,那就可以抛弃这些对象,很多系统的缓存功能都符合这样的应用场景。

在JDK 1.2版之后,Java对引用的概念进行了扩充,将引用分为
    强引用(Strongly Re-ference)
    软引用(Soft Reference)
    弱引用(Weak Reference)
    虚引用(Phantom Reference)
这4种引用强度依次逐渐减弱。
强引用是最传统的”引用”的定义,是指在程序代码之中普遍存在的引用赋值,即类似”Object obj=new Object()”这种引用关系。无论任何情况下,只要强引用关系还存在,垃圾收集器就永远不会回收掉被引用的对象。
软引用是用来描述一些还有用,但非必须的对象。软引用关联着的对象,在系统将要发生内存溢出异常前,会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收,如果这次回收还没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。SoftReference类来实现软引用。
SoftReference ss = new SoftReference<>(“hello world”);
String rs = ss.get();
弱引用也是用来描述那些非必须对象,但是它的强度比软引用更弱一些,被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生为止。当垃圾收集器开始工作,无论当前内存是否足够,都会回收掉只被弱引用关联的对象。WeakReference类来实现弱引用。ThreadLocalMap的entry的key值就是弱引用。

        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }

 虚引用也称为“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关联的唯一目的只是为了能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。PhantomReference类来实现虚引用。

对象被判断为不可达后还有故事
即使在可达性分析算法中判定为不可达的对象,也不是“非死不可”的,这时候它们暂时还处于”缓刑” 阶段,要真正宣告一个对象死亡,
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,随后进行次筛选,筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。假如对象没有覆盖finalize()方法,或者finalize()方法已经被虚拟机调用过,那么虚拟机将这两种情况都视为”没有必要执行”。
这个时候,真正干掉对象动作才会被执行。
在对象真的被干掉以前,可以通过覆盖finalize()方法,对象有且仅有一次自我拯救的机会!看代码,这个例子只是为了说明有清理对象,有这个两个步骤,实际项目不建议这样用:

/**
 * TestFinalize:
 * 此代码演示了两点:
 * 1.对象可以在被GC时自我拯救。
 * 2.这种自救的机会只有一次,因为一个对象的finalize()方法最多只会被系统自动调用一次
 *
 * @date: 2021/9/30 17:06
 */
public class TestFinalize {

    public static TestFinalize SAVE_HOOK = null;

    public void isAlive() {
        System.out.println("yes, i am still alive :)");
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("finalize method executed!");
        TestFinalize.SAVE_HOOK = this;
    }

    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        SAVE_HOOK = new TestFinalize();
        //对象第一次成功拯救自己
        SAVE_HOOK = null;
        System.gc();
        // 因为Finalizer方法优先级很低,暂停0.5秒,以等待它
        Thread.sleep(500);
        if (SAVE_HOOK != null) {
            SAVE_HOOK.isAlive();
        } else {
            System.out.println("no, i am dead :(");
        }

        // 下面这段代码与上面的完全相同,但是这次自救却失败了
        SAVE_HOOK = null;
        System.gc();
        // 因为Finalizer方法优先级很低,暂停0.5秒,以等待它
        Thread.sleep(500);
        if (SAVE_HOOK != null) {
            SAVE_HOOK.isAlive();
        } else {
            System.out.println("no, i am dead :(");
        }
    }

}

 

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