Java虛拟機如何判定對象可以被回收及GCRoots包含哪些對象

問題

Java虛拟機有自己的一套記憶體管理機制，包含了多種垃圾回收算法，并且有多種垃圾回收器來使用這些算法（本文不描述）。但無論是使用哪種垃圾回收算法，都有個前提，就是要判定這個對象是可以被回收的，才可以執行垃圾回收。

那麼，Java虛拟機是如何判定對象是可以被回收的呢？

我們常聽到的GC Roots具體是指什麼呢？

可達性分析算法

目前主流的商用程式語言（Java、C#）的記憶體管理子系統都是通過可達性分析（Reachability Analysis）算法來判定對象是否存活的。這個算法的基本思路就是通過一系列稱為“GC Roots”的根對象作為起始節點集，從這些節點開始，根據引用關系向下搜尋，搜尋過程中走過的路徑成為“引用鍊”（Reference Chain），如果某個對象到GC Roots間沒有任何引用鍊相連，或者用圖論的話來說就是從GC Roots到這個對象不可達時，則證明此對象是不可能再被使用的。

另外還有一種叫做“引用計數法”的算法，也是用來判定對象使用狀态的，不過Java虛拟機沒有使用引用計數法，這裡不再贅述。

也就是說，Java虛拟機通過可達性分析算法來判定對象能否被回收。

GC Roots

在Java技術體系裡面，固定可以作為GC Roots的對象包括以下幾種：

• 在虛拟機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象，譬如目前正在運作的方法所用到的參數、局部變量、臨時變量等。
• 在方法區中靜态屬性引用的對象，譬如Java類的引用類型靜态變量。
• 在方法區中常量引用的對象，譬如字元串常量池（String Table）裡的引用。
• 在本地方法棧中JNI（即通常所說的Native方法）引用的對象。
• Java虛拟機内部的引用，如基本資料類型對象的Class對象，一些常駐的異常對象（如NullPointException、OutOfMemoryError）等，還有系統類加載器。
• 所有被同步鎖（synchronized關鍵字）持有的對象。
• 反應Java虛拟機内部情況的JMXBean、JVMTI中注冊的回調、本地代碼緩存等。

除了上述這些固定的GC Roots集合外，根據使用者所選用的垃圾收集器及目前回收的記憶體區域不同，還可以有其他對象“臨時性”地加入，共同建構完整的GC Roots集合。

是以，固定可以作為GC Roots的對象是上面這幾種。