垃圾标记阶段--引用计数算法、可达性分析算法

前言：

对象存活判断

在垃圾回收之前，首先需要区分出内存中哪些是存活对象，哪些是已经死亡的对象。只有对死亡对象的标记才会被GC释放空间，因此这个过程可以称为垃圾标记阶段。

简单来说，当一个对象已经不再被任何的存活对象继续引用时，就可以宣判为已经死亡。

判断对象的存活一般有两种方式：引用计数算法 和 可达性分析算法。

一、引用计数算法(Java未使用)

1、原理：
引用计数算法，对每个对象保存一个整型的引用计数器属性。用于记录对象被引用的情况。

对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器就 + 1；当引用失败时，引用计数器就 - 1。只要A的引用计数器的值为0，即表示对象A不可能再使用，可进行回收。

2、优点：实现简单、垃圾对象便于辨识；判定效率高，回收没有延迟性（为零就可以及时收集）。

3、缺点：
（1）它需要单独的字段存储计数器，这样增加了存储空间的开销；
（2）每次赋值都需要更新计数器，伴随着加法和减法操作，增加了时间开销；
（3）引用计数器有一个严重的问题：无法处理循环引用的情况。这是一条致命的缺陷，导致再Java的垃圾回收器重没有使用这种算法。

4、虽然Java中没有采用引用计数算法，但是Python看到了这一算法的优点。那么Python是怎么解决致命缺点的呢？

（1） 手动解除：就是在合适的时机解除这种不用的循环引用关系。
（2）使用弱引用weakref：weakref是Python提供的标准库，旨在解释循环引用。

二、可达性分析算法(Java使用)

可达性分析也叫根搜索算法、追踪性垃圾收集

1、"GC Roots"根集合：一组必须活跃的引用。

基本思路:
➢可达性分析算法是以根对象集合(GC Roots) 为起始点，按照从上至下的方式
➢使用可达性分析算法后，内存中的存活对象都会被根对象集合直接或间接连接着，搜索所走过的路径称为引用链
➢如果目标对象没有任何引用链相连，则是不可达的，就意味着该对象己经死亡，可以标记为垃圾对象
➢在可达性分析算法中，只有能够被根对象集合直接或者间接连接的对象才是存活对象

2、在Java语言中，GC Roots包括以几类元素：

➢虚拟机栈中引用的对象，比如：各个线程被调用的方法中使用到的参数等。
➢本地方法栈内JNI (通常说的本地方法)引用的对象
➢方法区中类静态属性引用的对象，比如：Java类的引用类型静态变量
➢方法区中常量引用的对象，比如:字符串常量池(string Table)里的引用
➢所有被同步锁synchronized持有的对象Java虚拟机内部的引用
➢Java虚拟机内部的引用，基本数据类型对应的Class对象，一些常驻的异常对象(如:NullPointerException、OutofMemoryError) ，系统类加载器。

记忆小技巧：由于Root 采用栈方式存放变量和指针，所以如果一个指针，它保存了堆内存里面的对象，但是自己又不存放在堆内存里面，那它就是一个Root。

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