JVM中GC Root對象有哪些

眾所周知，我們目前最常用的虛擬機(jī)hotspot使用可達(dá)性分析來進(jìn)行垃圾回收，而可達(dá)性分析需要依賴GC Root。

下面我就來介紹下可以作為GC Root的對象。

（一）虛擬機(jī)棧中引用的對象

虛擬機(jī)棧中的引用的對象可以作為GC Root。我們程序在虛擬機(jī)的棧中執(zhí)行，每次函數(shù)調(diào)用調(diào)用都是一次入棧。在棧中包括局部變量表和操作數(shù)棧，局部變量表中的變量可能為引用類型(reference)，他們引用的對象即可作為GC Root。不過隨著函數(shù)調(diào)用結(jié)束出棧，這些引用便會消失。

（二）方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象

簡單的說就是我們在類中使用的static聲明的引用類型字段，例如：

Class Dog {
? ? private static Object tail;
}?

（三）方法區(qū)中常量引用的對象

簡單的說就是我們在類中使用final聲明的引用類型字段，例如：

Class Dog {
? ? private final Object tail;
}?

（四）本地方法棧中引用的對象

就是程序中native本地方法引用的對象。

JVM 中的 GC Roots 和可達(dá)鏈

什么是GC Root 對象?

簡單講，凡是被常量、靜態(tài)變量、全局變量、運(yùn)行時方法中的變量直接引用的對象，原則上不能被GC釋放。

JVM中對內(nèi)存進(jìn)行回收時，需要判斷對象是否仍在使用中，可以通過 GC Roots Tracing辨別。

GC Roots 定義：

通過一系列名為”GCRoots”的對象作為起始點(diǎn)，從這個節(jié)點(diǎn)向下搜索，搜索走過的路徑稱為ReferenceChain,當(dāng)一個對象到GCRoots沒有任何ReferenceChain相連時，（圖論：這個對象不可到達(dá)），則證明這個對象不可用。

可以作為GC Root 引用點(diǎn)的是：

• JavaStack中的引用的對象。
• 方法區(qū)中靜態(tài)引用指向的對象。
• 方法區(qū)中常量引用指向的對象。
• Native方法中JNI引用的對象。

所謂“GC roots”，或者說tracing GC的“根集合”，就是一組必須活躍的引用。

Tracing GC的根本思路就是：給定一個集合的引用作為根出發(fā)，通過引用關(guān)系遍歷對象圖，能被遍歷到的（可到達(dá)的）對象就被判定為存活，其余對象（也就是沒有被遍歷到的）就自然被判定為死亡。注意再注意：tracing GC的本質(zhì)是通過找出所有活對象來把其余空間認(rèn)定為“無用”，而不是找出所有死掉的對象并回收它們占用的空間。

GC roots這組引用是tracing GC的起點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)語義正確的tracing GC，就必須要能完整枚舉出所有的GC roots，否則就可能會漏掃描應(yīng)該存活的對象，導(dǎo)致GC錯誤回收了這些被漏掃的活對象。

這就像任何遞歸定義的關(guān)系一樣，如果只定義了遞推項(xiàng)而不定義初始項(xiàng)的話，關(guān)系就無法成立——無從開始；而如果初始項(xiàng)定義漏了內(nèi)容的話，遞推出去也會漏內(nèi)容。

常說的GC(Garbage Collector) roots，特指的是垃圾收集器（Garbage Collector）的對象，GC會收集那些不是GC roots且沒有被GC roots引用的對象。

Java 進(jìn)行GC的時候會從GC root進(jìn)行可達(dá)性判斷，常見的GC Root有如下：

• 通過System Class Loader或者Boot Class Loader加載的class對象(通過自定義類加載器加載的class不一定是GC Root)
• 處于激活狀態(tài)的線程
• 棧中的對象
• JNI棧中的對象
• JNI中的全局對象
• 正在被用于同步的各種鎖對象
• JVM自身持有的對象，比如系統(tǒng)類加載器等。

在調(diào)查內(nèi)存泄漏原因的時候可以根據(jù)GC Root來推導(dǎo).

常用的GC算法

了解了這些，我們來看一下常用的GC算法

標(biāo)記回收算法

從GC root進(jìn)行遍歷，把可達(dá)對象都標(biāo)記，剩下那些不可達(dá)的進(jìn)行回收，這種方式需要中斷其他線程，并且可能產(chǎn)生內(nèi)存碎片

復(fù)制算法

把內(nèi)存區(qū)域分為兩塊，每次使用一塊，GC的時候把一塊中的內(nèi)容移動到另一塊中，原始內(nèi)存中的對象就可以被回收了。

標(biāo)記壓縮算法

和標(biāo)記回收差不多，但是在回收的時候會對可達(dá)對象進(jìn)行整理，將其壓縮到內(nèi)存的一段，避免內(nèi)存碎片

分代算法

將內(nèi)存區(qū)域分代，對不同的代使用不同的回收算法，通常分為新生代，老年代，和永久帶。

新生代一般包含三個區(qū)域，Eden區(qū)和兩個Survivor區(qū)，新生代一般采用復(fù)制算法

老年代一般采用標(biāo)記壓縮算法.

GC Root 對象有哪些？

JVM垃圾回收的根對象的范圍有以下幾種：

（1）虛擬機(jī)（JVM）棧中引用對象

（2）方法區(qū)中的類靜態(tài)屬性引用對象

（3）方法區(qū)中常量引用的對象（final 的常量值）

（4）本地方法棧JNI的引用對象

一個對象可以屬于多個root，GC root有幾下種：

•  Class由系統(tǒng)類加載器(system class loader)加載的對象，這些類是不能夠被回收的，他們可以以靜態(tài)字段的方式保存持有其它對象。我們需要注意的一點(diǎn)就是，通過用戶自定義的類加載器加載的類，除非相應(yīng)的java.lang.Class實(shí)例以其它的某種（或多種）方式成為roots，否則它們并不是roots，.
• Thread活著的線程
• Stack Local Java方法的local變量或參數(shù)
• JNI Local JNI方法的local變量或參數(shù)
• JNI Global 全局JNI引用
• Monitor Used 用于同步的監(jiān)控對象
• Held by JVM 用于JVM特殊目的由GC保留的對象，但實(shí)際上這個與JVM的實(shí)現(xiàn)是有關(guān)的。可能已知的一些類型是：系統(tǒng)類加載器、一些JVM知道的重要的異常類、一些用于處理異常的預(yù)分配對象以及一些自定義的類加載器等。然而，JVM并沒有為這些對象提供其它的信息，因此就只有留給分析分員去確定哪些是屬于"JVM持有"的了。

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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