周一晚上下班，我高高興興的回到家里面，女朋友蹦蹦跳跳的朝我跑過(guò)來(lái)，手里拿著掃把和拖布。這是又要打我么？我又做錯(cuò)了什么事情么？我大腦在高速旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，女朋友打破了沉默。

嗨，回來(lái)啦。諾，給你，我知道你最近在學(xué)習(xí)做家務(wù)。

Execuse Me？我在學(xué)習(xí)做家務(wù)？開(kāi)什么玩笑，我躲還來(lái)不及呢。

唉，你就別謙虛啦。我今天幫你拿了一份快遞，是一本書(shū)《垃圾回收的算法與實(shí)現(xiàn)》。

額、你誤會(huì)了，我要學(xué)的垃圾回收不是要做家務(wù)的意思。

Garbage Collection，簡(jiǎn)稱GC，中文名”垃圾回收”。是和計(jì)算機(jī)內(nèi)存管理有關(guān)的概念，這里面的垃圾指的是程序不用的內(nèi)存空間。

難道不是么？我說(shuō)你怎么變得這么勤快了，那你順便給我講講吧。

好吧，那我們就從做家務(wù)開(kāi)始說(shuō)起吧。

什么是垃圾回收

說(shuō)到做家務(wù)，我們肯定不免要丟棄一些東西，說(shuō)的文明一點(diǎn)叫斷舍離，說(shuō)的簡(jiǎn)單一點(diǎn)就是丟垃圾。

在現(xiàn)實(shí)世界中，說(shuō)到垃圾，指的就是那些不讀的書(shū)、不穿的衣服等。這種情況下的”垃圾”指的就是”自己不用的東西”。我們?cè)谡砑覄?wù)的時(shí)候，一般是要做兩件事，找到家里不用的垃圾，把這些垃圾丟棄，以便放一些其他的有用的東西。

映射到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中也一樣，計(jì)算機(jī)的內(nèi)存也是有限的，不可能把所有東西都一直存放在內(nèi)存中，也需要定期釋放不用的內(nèi)存空間。而這些不用的內(nèi)存空間中存放的東西就是垃圾了。在程序中，垃圾回收的過(guò)程就是找到內(nèi)存空間中的垃圾，然后進(jìn)行垃圾回收，讓程序員能夠再次利用這部分空間。

呵，這還需要專門(mén)買(mǎi)一本書(shū)來(lái)看么？直接打開(kāi)電腦清理大師不就解決了么？

額，這種工具確實(shí)可以幫助清理內(nèi)存，但是他們是如何實(shí)現(xiàn)的才是我們關(guān)心的呀。

什么樣的東西算是垃圾

前面我們提到過(guò)，生活中的垃圾就是那些不用的東西。但是，『不用』這件事是如何確定的呢？

在日常做家務(wù)的時(shí)候，我們想要確定一個(gè)東西是否可以丟棄的時(shí)候，我們會(huì)有很多方法。

引用計(jì)數(shù)算法

第一種，我們?cè)诜块g內(nèi)找到一個(gè)感覺(jué)沒(méi)什么用的usb線的時(shí)候，我們是這樣判斷他有沒(méi)有用的：

1、看家里有沒(méi)有可以用得上這個(gè)充電口的設(shè)備。

2、看家里有沒(méi)有可以適配這個(gè)USB線的適配器。

如果有的話，那么我們就認(rèn)為這根線是有用的，否則，這根USB線就會(huì)被我們標(biāo)記為垃圾。等待被丟棄。

上面這種方式，在計(jì)算機(jī)的垃圾手機(jī)算法中叫做引用計(jì)數(shù)法，其算法過(guò)程是這樣的：給對(duì)象中增加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有一個(gè)地方引用他時(shí)，計(jì)數(shù)器就加1，當(dāng)引用失效時(shí)，計(jì)數(shù)器值就減1。當(dāng)執(zhí)行垃圾回收時(shí)，只需要判斷這個(gè)對(duì)象的引用計(jì)數(shù)器的數(shù)值是不是0就可以了。如果引用計(jì)數(shù)器數(shù)值為0，則表示可以回收。

這是一種比較簡(jiǎn)單的算法了，這種垃圾回收方式比較簡(jiǎn)單。

但是，這種丟垃圾的方式有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是有可能效果不明顯，就像我們想要丟棄一個(gè)USB線的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)MP3可以使用他，然后，我們就把USB線保留下來(lái)了。當(dāng)我們想要丟棄MP3的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)家里還有一根USB線可以用到他，這樣，MP3也被保留下來(lái)了。

但是，如果這個(gè)MP3和USB線根本就沒(méi)有人想要用了呢？比如這個(gè)USB線和MP3是家里的某個(gè)客人留下的，他表示已經(jīng)不需要了呢？

這就是引用計(jì)數(shù)法的缺點(diǎn)，就是如果存在循環(huán)引用對(duì)象，將導(dǎo)致無(wú)法回收。

嗯，這種方式確實(shí)挺笨的，但是誰(shuí)會(huì)想不到MP3已經(jīng)沒(méi)有人使用了呢？

哈哈，這里只是比喻嘛。如果你要想到MP3是不是還有人用，那就是另外一種算法啦。

可達(dá)性分析算法

當(dāng)然，日常生活中，我們判斷一個(gè)東西還有沒(méi)有用，不能僅僅看是不是有東西和他”配套”，還是要看家里人到底還用不用得到。

所以，比較靠譜一點(diǎn)的判斷一個(gè)東西是不是垃圾的時(shí)候，我們會(huì)拿著一個(gè)東西，問(wèn)一遍家里的所有成員：這東西你還需要嗎？

如果得到的答案都是不需要的話，那就證明這個(gè)東西可以丟棄了。這樣就避免了MP3和USB線被誤保留的尷尬。

這種方式，就是從家庭成員出發(fā)，去判斷一個(gè)東西到底有沒(méi)有用。而不是從物品之間的相關(guān)關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)判斷。

上面這種垃圾判斷的方法，在計(jì)算機(jī)中叫做可達(dá)性分析算法，這個(gè)算法的基本思路是通過(guò)一系列的”GC Root”的對(duì)象作為起始點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開(kāi)始向下搜索，搜索所走過(guò)的路徑成為引用鏈，當(dāng)一個(gè)對(duì)象到GC Root沒(méi)有任何引用鏈相連時(shí)，則證明此對(duì)象是不可用的。

一個(gè)物品，沒(méi)有任何家庭成員宣布需要還要繼續(xù)使用。就像一個(gè)對(duì)象，到達(dá)所有的”GC Root”都沒(méi)有引用鏈?zhǔn)且粯拥摹?/p>

在Java語(yǔ)言中，可以作為GC Root的對(duì)象包括以下幾種：

1、虛擬機(jī)棧中引用的對(duì)象。

2、方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象。

3、方法區(qū)中常量引用的對(duì)象。

4、本地方法棧中JNI引用的對(duì)象。

嗯，相比較來(lái)說(shuō)，還是后面這種方法比較靠譜。

是的。

那知道哪些東西是不需要的了，是不是就可以直接扔了？

這個(gè)倒也不一定呢。

垃圾的宿命

一般情況下，我們對(duì)于一個(gè)家里面沒(méi)用的東西處理，不太會(huì)果斷的直接扔掉。有的時(shí)候?qū)τ谝恍┯幸欢o(jì)念意義的、或者比較貴重的東西會(huì)先保留一段時(shí)間，經(jīng)過(guò)幾次清理，還是覺(jué)得沒(méi)用以后，才會(huì)被徹底扔掉。

其實(shí)，計(jì)算機(jī)的垃圾回收也是一樣的。就算一個(gè)對(duì)象，通過(guò)可達(dá)性分析算法分析后，發(fā)現(xiàn)其是『不可達(dá)』的，也并不是非回收不可的。

一般情況下，要宣告一個(gè)對(duì)象死亡，至少要經(jīng)過(guò)兩次標(biāo)記過(guò)程：

1、經(jīng)過(guò)可達(dá)性分析后，一個(gè)對(duì)象并沒(méi)有與GC Root關(guān)聯(lián)的引用鏈，將會(huì)被第一次標(biāo)記和篩選。篩選條件是此對(duì)象有沒(méi)有必要執(zhí)行finalize()方法。如果對(duì)象沒(méi)有覆蓋finalize()方法，或者已經(jīng)執(zhí)行過(guò)了。那就認(rèn)為他可以回收了。如果有必要執(zhí)行finalize()方法，那么將會(huì)把這個(gè)對(duì)象放置到F-Queue的隊(duì)列中，等待執(zhí)行。

2、虛擬機(jī)會(huì)建立一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的Finalizer線程執(zhí)行F-Queue里面的對(duì)象的finalize()方法。如果對(duì)象在finalize()方法中可以『拯救』自己，那么將不會(huì)被回收，否則，他將被移入一個(gè)即將被回收的對(duì)象集合。

對(duì)象如何在finalize()中『拯救』自己呢？

最簡(jiǎn)單的方式就是重新建立引用，比如把自己賦值給某個(gè)類變量或者對(duì)象的成員變量。

好啦。我終于明白了。

嗯，懂了就好，我不用收垃圾了吧。

不不不，我已經(jīng)幫你通過(guò)算法分析過(guò)了，門(mén)口那一堆都是可以回收的對(duì)象，你處理一下吧。

額…

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總結(jié)

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