# 垃圾回收概述

什么场景下该使用什么垃圾回收策略？
垃圾回收发生在哪些区域？
对象在什么时候能够被回收？

# 什么场景下该使用什么垃圾回收策略？

一般情况下，在对内存要求苛刻的场景，想办法提高对象回收效率，多回收掉一些对象，腾出更多内存

在 CPU 使用率较高的情况下：降低高并发时垃圾回收的频率，让 CPU 更多的去执行你的业务而不是垃圾回收

# 垃圾回收发生在哪些区域？

线程隔离区域是不需要考虑垃圾回收的，因为随着线程的创建而创建，销毁而销毁。
所以堆、方法区是需要做垃圾回收的：

堆：主要回收的事创建的对象
方法区：主要回收的是废弃的常量以及不使用的类

# 对象在什么时候能够被回收？

一般来说有两种方法来判定：

引用计数法
可达性分析

# 引用计数法：

通过对象的引用计数器来判断该对象是否被引用

如上图所示：A 引用了 B，那么 B 上的计数器就 +1，B 引用 C，那么 C 上的计数器就 + 1，
所以实现起来相对简单，判断对象是否能够被回收也很简单，如果遇到有循环引用的情况：

图一是 A 引用了 B，然后 B C D 之间又是循环引用，当 A 不引用 B 的时候，由于 B、C、D 是循环引用，会导致 B、C、D 都无法被回收

# 可达性分析

以跟对象（GC Roots）作为起点向下搜索，走过的路径被称为 引用链（Reference Chain），如果某个对象到根对象没有引用链相连时，就认为这个对象是不可达的，可以回收

如上图所示：1、2、3、4 是存活对象，因为有引用链可达根对象，5、6、7 可回收

# GC Roots 包括哪些对象？

虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象（一般是局部变量）
方法区中类静态属性引用的对象
方法区中常量引用的对象
本地方法栈中 JNI（即 Native 方法）引用的对象

# 引用

强引用（Strong Reference）

形如 Object obj = new Object() 的引用
只要强引用在，永远不会回收被引用的对象

软引用（Soft Reference）

形如 SoftReference<String> sr = new SoftReference<>("hello")
是用来描述一些有用但非必须得对象
软引用关联的对象，只有在内存不足的时候才会回收
比如可以用来实现一些缓存：网页缓存、图片缓存等

弱引用（Weak Reference）

形如 WeakReference<String> sr = new WeakReference<>("hello")
弱引用也是用来描述非必须对象的
无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象

虚引用（Phantom Reference）

ReferenceQueue<String> queue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<String> pr = new PhantomReference<>("hello",queue);

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不影响对象的生命周期，如果一个对象只有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。
虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动，必须和引用对列（ReferenceQueue）配合使用。
当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动

# 可达性算法注意点

一个对象即使不可达，也不一定会被回收，完整的回收流程大概如下

下面这一段代码，来帮助理解回收流程

package cn.mrcode.demo.boodadmin.jvm;

/**
 * @author mrcode
 * @date 2023/4/3 22:27
 */
public class GCTest1 {
    private static GCTest1 obj;

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("finalize 被调用了");
        obj = this;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        obj = new GCTest1();
        obj = null;
        System.gc();

        Thread.sleep(1000L);
        if (obj == null){
            System.out.println("obj == null");
        }else {
            System.out.println("obj 可用");
        }

        Thread.sleep(1000L);
        obj = null;
        System.gc();
        if (obj == null){
            System.out.println("obj == null");
        }else {
            System.out.println("obj 可用");
        }
    }
}

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测试输出信息如下

finalize 被调用了
obj 可用
obj == null

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第一次将 obj 置为空，然后执行了 gc()操作，触发了 finalize 调用，但是在这里面又对 obj 进行了赋值，所以 obj 没有被回收掉
第二次将 obj 置为空，发现没有调用 finalize 方法了，然后对象就被回收掉了

这次会走图上的「无必要」分支，因为 finalize 已经被调用过一次了，所以就被直接回收了

WARNING

这里有一个严重的写法：
就是第二次将 obj 重置为 null 的时候，万一忘记了，没有人工重置，就会导致这个对象永远无法被回收掉

# finalize() 的建议

尽量避免使用 finalize()方法，操作不当可能会导致问题
finalize()优先级低，何时被调用无法确定，因为什么时间发生 GC 不确定

# 拓展阅读

# 引用

软引用

JDK 中的软引用（SoftReference）是一种弱化了引用强度的引用类型，它可以让被软引用关联的对象在内存不足时被回收，但在内存充足时，被软引用关联的对象则不会被回收。
软引用通常用于缓存和高速缓存的实现中。它可以让缓存中的对象在内存不足时被回收，避免了内存溢出的风险。另外，它还可以用于实现一些需要动态加载和卸载资源的场景，比如类加载器中的缓存。在这些场景中，软引用可以帮助我们在内存不足时自动释放缓存中的对象，而不需要手动清理缓存。
需要注意的是，由于软引用的回收时间是不确定的，因此在使用软引用时，需要针对具体的应用场景进行评估和测试，以确保软引用的使用不会影响系统的性能和稳定性。
弱引用

JDK 中的弱引用（WeakReference）是一种比软引用更弱化了引用强度的引用类型，它可以让被弱引用关联的对象在下一次垃圾回收时被回收。
弱引用通常用于实现一些需要动态创建和销毁对象的场景，比如缓存中的对象。在这些场景中，弱引用可以让缓存中的对象在没有被使用时被自动回收，避免了内存占用过多的问题。另外，弱引用也可以用于实现一些需要动态更新状态的场景，比如任务管理器中的任务对象，当任务完成后，任务对象就可以被垃圾回收。
需要注意的是，由于弱引用的回收时间是不确定的，因此在使用弱引用时，需要针对具体的应用场景进行评估和测试，以确保弱引用的使用不会影响系统的性能和稳定性。同时，由于弱引用可能在任何时候被回收，因此在使用弱引用时需要特别注意空指针异常的处理。
虚引用

JDK 中的虚引用（PhantomReference）是一种更加弱化了引用强度的引用类型，它与弱引用和软引用不同，它并不会影响到对象的生命周期。相反，虚引用的主要作用是在对象被回收时收到一个通知。
虚引用通常用于一些需要跟踪对象回收的场景，比如对象资源的管理。在这些场景中，虚引用可以帮助我们在对象被回收时收到通知，从而执行一些资源的清理和释放操作，比如关闭文件、释放网络连接等。另外，虚引用还可以用于一些需要跟踪对象生命周期的场景，比如对象池中的对象管理。
需要注意的是，虚引用并不会影响到对象的生命周期，因此不能通过虚引用来获取对象。同时，由于虚引用的使用需要维护一个额外的对象引用队列，因此在使用虚引用时需要考虑额外的内存开销和性能影响。虚引用的使用场景比较特殊，需要在特定场景下评估和测试其效果。

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