JVM中GC Root对象有哪些

众所周知,我们目前最常用的虚拟机hotspot使用可达性分析来进行垃圾回收,而可达性分析需要依赖GC Root。

下面我就来介绍下可以作为GC Root的对象。

(一)虚拟机栈中引用的对象

虚拟机栈中的引用的对象可以作为GC Root。我们程序在虚拟机的栈中执行,每次函数调用调用都是一次入栈。在栈中包括局部变量表和操作数栈,局部变量表中的变量可能为引用类型(reference),他们引用的对象即可作为GC Root。不过随着函数调用结束出栈,这些引用便会消失。

(二)方法区中类静态属性引用的对象

简单的说就是我们在类中使用的static声明的引用类型字段,例如:

Class Dog {
    private static Object tail;
} 

(三)方法区中常量引用的对象

简单的说就是我们在类中使用final声明的引用类型字段,例如:

Class Dog {
    private final Object tail;
} 

(四)本地方法栈中引用的对象

就是程序中native本地方法引用的对象。

JVM 中的 GC Roots 和可达链

什么是GC Root 对象?

简单讲,凡是被常量、静态变量、全局变量、运行时方法中的变量直接引用的对象,原则上不能被GC释放。

JVM中对内存进行回收时,需要判断对象是否仍在使用中,可以通过 GC Roots Tracing辨别。

GC Roots 定义:

通过一系列名为”GCRoots”的对象作为起始点,从这个节点向下搜索,搜索走过的路径称为ReferenceChain,当一个对象到GCRoots没有任何ReferenceChain相连时,(图论:这个对象不可到达),则证明这个对象不可用。

你知道JVM中GC Root对象有哪些吗

可以作为GC Root 引用点的是:

  • JavaStack中的引用的对象。
  • 方法区中静态引用指向的对象。
  • 方法区中常量引用指向的对象。
  • Native方法中JNI引用的对象。

所谓“GC roots”,或者说tracing GC的“根集合”,就是一组必须活跃的引用。

Tracing GC的根本思路就是:给定一个集合的引用作为根出发,通过引用关系遍历对象图,能被遍历到的(可到达的)对象就被判定为存活,其余对象(也就是没有被遍历到的)就自然被判定为死亡。注意再注意:tracing GC的本质是通过找出所有活对象来把其余空间认定为“无用”,而不是找出所有死掉的对象并回收它们占用的空间。

GC roots这组引用是tracing GC的起点。要实现语义正确的tracing GC,就必须要能完整枚举出所有的GC roots,否则就可能会漏扫描应该存活的对象,导致GC错误回收了这些被漏扫的活对象。

这就像任何递归定义的关系一样,如果只定义了递推项而不定义初始项的话,关系就无法成立——无从开始;而如果初始项定义漏了内容的话,递推出去也会漏内容。

常说的GC(Garbage Collector) roots,特指的是垃圾收集器(Garbage Collector)的对象,GC会收集那些不是GC roots且没有被GC roots引用的对象。

Java 进行GC的时候会从GC root进行可达性判断,常见的GC Root有如下:

  • 通过System Class Loader或者Boot Class Loader加载的class对象(通过自定义类加载器加载的class不一定是GC Root)
  • 处于激活状态的线程
  • 栈中的对象
  • JNI栈中的对象
  • JNI中的全局对象
  • 正在被用于同步的各种锁对象
  • JVM自身持有的对象,比如系统类加载器等。

在调查内存泄漏原因的时候可以根据GC Root来推导.

常用的GC算法

了解了这些,我们来看一下常用的GC算法

标记回收算法

从GC root进行遍历,把可达对象都标记,剩下那些不可达的进行回收,这种方式需要中断其他线程,并且可能产生内存碎片

复制算法

把内存区域分为两块,每次使用一块,GC的时候把一块中的内容移动到另一块中,原始内存中的对象就可以被回收了。

标记压缩算法

和标记回收差不多,但是在回收的时候会对可达对象进行整理,将其压缩到内存的一段,避免内存碎片

分代算法

将内存区域分代,对不同的代使用不同的回收算法,通常分为新生代,老年代,和永久带。

新生代一般包含三个区域,Eden区和两个Survivor区,新生代一般采用复制算法

老年代一般采用标记压缩算法.

GC Root 对象有哪些?

JVM垃圾回收的根对象的范围有以下几种:

(1)虚拟机(JVM)栈中引用对象

(2)方法区中的类静态属性引用对象

(3)方法区中常量引用的对象(final 的常量值)

(4)本地方法栈JNI的引用对象

一个对象可以属于多个root,GC root有几下种:

  •  Class由系统类加载器(system class loader)加载的对象,这些类是不能够被回收的,他们可以以静态字段的方式保存持有其它对象。我们需要注意的一点就是,通过用户自定义的类加载器加载的类,除非相应的java.lang.Class实例以其它的某种(或多种)方式成为roots,否则它们并不是roots,.
  • Thread活着的线程
  • Stack Local Java方法的local变量或参数
  • JNI Local JNI方法的local变量或参数
  • JNI Global 全局JNI引用
  • Monitor Used 用于同步的监控对象
  • Held by JVM 用于JVM特殊目的由GC保留的对象,但实际上这个与JVM的实现是有关的。可能已知的一些类型是:系统类加载器、一些JVM知道的重要的异常类、一些用于处理异常的预分配对象以及一些自定义的类加载器等。然而,JVM并没有为这些对象提供其它的信息,因此就只有留给分析分员去确定哪些是属于"JVM持有"的了。

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。

原文地址:https://nietzsche.blog.csdn.net/article/details/102081075

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