用 2 个简单步骤轻松判断 JVM 对象是否存活

见解分享

2023-09-12 04:44:49

引言

在 Java 编程中，了解 JVM 如何管理对象的生命周期至关重要。为了有效地执行垃圾回收，JVM 需要确定哪些对象仍然被引用，哪些对象可以被释放。本文将深入探讨 JVM 判断对象是否存活的两种常用方法：引用计数和标记-清除算法。

1. 引用计数

引用计数法是一种通过跟踪每个对象的引用数量来确定其存活状态的方法。每次一个对象被引用时，它的引用计数就会增加；当引用不再存在时，它的引用计数就会减少。当引用计数为 0 时，对象将被标记为死亡，可由垃圾回收器释放。

优点：

简单的实现
快速判断对象是否存活

缺点：

无法处理循环引用：当两个或多个对象相互引用时，引用计数法会失败，因为没有引用会失效。

2. 标记-清除算法

标记-清除算法是一种更复杂的方法，它首先标记所有可达的对象（即仍然被引用），然后清除所有未标记的对象。标记过程从根对象（例如栈帧或全局引用）开始，并递归遍历所有可达的对象，将它们标记为存活。未标记的对象被认为是不可达的，因此可以被垃圾回收器释放。

优点：

可以处理循环引用
内存效率高，因为只标记可达对象

缺点：

标记过程可能会很耗时

为何 Java 不采用引用计数法

尽管引用计数法在实现上很简单，但 Java 选择了标记-清除算法，主要是因为循环引用问题。在 Java 中，对象之间经常存在相互引用，这会导致引用计数法无法正常工作。标记-清除算法可以通过递归遍历所有可达对象来有效解决这个问题。

代码示例

以下 Java 代码示例演示了如何使用标记-清除算法判断对象是否存活：

public class GCTest {
  public static void main(String[] args) {
    Object objA = new Object();
    Object objB = objA;

    // 标记阶段
    markObjects(objA);

    // 清除阶段
    cleanUnmarkedObjects();
  }

  private static void markObjects(Object root) {
    // 使用栈来存储可达对象
    Stack<Object> stack = new Stack<>();
    stack.push(root);

    while (!stack.isEmpty()) {
      Object obj = stack.pop();
      // 如果对象未标记，则标记它
      if (!obj.isMarked()) {
        obj.mark();
        // 递归遍历对象引用的其他对象
        for (Object ref : obj.getReferences()) {
          stack.push(ref);
        }
      }
    }
  }

  private static void cleanUnmarkedObjects() {
    // 遍历所有对象
    for (Object obj : allObjects) {
      // 如果对象未标记，则释放它
      if (!obj.isMarked()) {
        obj.clean();
      }
    }
  }
}